多个磁悬浮轴承支承的转子系统研究

发布时间：2017-08-01 17:17

  本文关键词：多个磁悬浮轴承支承的转子系统研究

  更多相关文章： 多个 磁悬浮轴承 不对中 传递矩阵法 标高敏感度 动态特性 控制仿真

【摘要】：现代旋转机械正朝着高速、重载、细长化方向发展。采用多个轴承支承的转子系统在汽轮机、直升机等领域有广泛应用,而对多个磁悬浮轴承支承的转子系统并不多见。采用多个磁悬浮轴承支承的转子,由于支承位置的不对中会造成很大的支承载荷变化。本文将转子离散化后,通过传递矩阵法求得转子在不同支承状态下的标高敏感度矩阵。对比了一根等直径光轴在各个支承载荷相同和支承处弯矩为零这两种标高方式下的支承载荷和转子弯矩,同时比较各个轴承等距支承和不等距支承时,标高敏感度矩阵的变化,并以此设计实验台。在三支承试验台上进行标高敏感度矩阵求解的验证。本文还运用传递矩阵法,将磁悬浮轴承支承等效为支承刚度代入计算各个支承状态下的临界转速和不平衡响应,研究转子的动态特性,并与ansys有限元法进行对比验证。结果显示:在远离各阶临界转速时,随着支承数的增加,转子由于不平衡量造成的不平衡响应振幅逐渐减小。即采用多个支承能有效地减小转子的振动幅度,并在多支承实验中得到验证。采用多个磁悬浮轴承支承的转子会由于加工、安装等问题导致各个支承相对位置有一定的不对中量,本文提出改变悬浮位置,减小各个支承处的悬浮位置的不对中量,从而减小各个支承载荷,并建立状态方程,在simulink模块中进行控制仿真。结果表明此方法可提高系统抗扰动能力,增大转子最大转速。
【关键词】：多个 磁悬浮轴承 不对中 传递矩阵法 标高敏感度 动态特性 控制仿真
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注释表11-12
• 缩略语12-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 柔性转子动力学的发展13-14
• 1.2 磁悬浮轴承支承特性研究现状14-15
• 1.3 多支承磁悬浮转子系统的研究现状15-16
• 1.4 论文章节安排16-17
• 第二章 多支承磁悬浮转子标高17-32
• 2.1 多支承标高敏感度矩阵17-27
• 2.1.1 传递矩阵法求解标高敏感度矩阵17-20
• 2.1.2 等距与不等距支承标高敏感度对比20-24
• 2.1.3 多支承磁悬浮转子标高方法对比24-27
• 2.2 多支承磁悬浮转子挠度与实验台设计27-30
• 2.2.1 理想标高下的支承载荷与挠度27-30
• 2.2.2 间隙选取与实验台设计30
• 2.3 本章小结30-32
• 第三章 多支承转子动力学32-45
• 3.1 临界转速32-35
• 3.1.1 传递矩阵法求解临界转速32-33
• 3.1.2 不同支承刚度对临界转速的影响33-35
• 3.2 不平衡响应35-40
• 3.2.1 不平衡响应随转速的变化35-37
• 3.2.2 不同支承数和不同支承刚度的不平衡响应比较37-39
• 3.2.3 不同位置处的不平衡响应对比39-40
• 3.3 标高对转子动力学的影响40-42
• 3.3.1 标高对磁悬浮轴承支承刚度影响40-42
• 3.3.2 转子动力学方程42
• 3.4 转子各个节点间内力42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 多支承磁悬浮控制仿真45-57
• 4.1 转子偏离磁极中心位置悬浮45-52
• 4.1.1 单自由度偏离磁极中心位置悬浮影响45-49
• 4.1.2 多支承不对中悬浮位置调节49-52
• 4.2 多支承耦合控制仿真52-55
• 4.2.1 不同支承状态下阶跃响应对比52-55
• 4.2.2 不同支承状态下抗扰动性能对比55
• 4.3 悬浮位置对系统抗干扰性能影响55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 多支承磁悬浮转子系统实验57-68
• 5.1 标高求解验证实验57-59
• 5.2 旋转实验振幅对比59-60
• 5.3 轴承安装不对中实验60-64
• 5.4 五支承磁悬浮转子系统实验64-67
• 5.4.1 转子锤击实验64-65
• 5.4.2 不同支承状态下的旋转实验65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 本文总结68
• 6.2 工作展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文74

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本文编号：605325