几何误差对磁悬浮转子控制精度的影响及研究
发布时间：2021-08-18 21:48
磁悬浮技术之所以得到飞速发展,主要是磁悬浮轴承相对于传统轴承有一个最大的优势是表现为非接触和可控制两个方面。在磁悬浮转子系统设计中,传感器检测的转子位移信号是控制器对轴承进行主动控制的依据,是整个系统研究的重点之一。目前,电涡流位移传感器是目前为止在磁力轴承系统中应用最多的传感器,与其它位移传感器相比,具有灵敏度高、线性测量范围大的优点。但是电涡流位移传感器是通过转子表面的涡流信号的变化来测量转子轴心位移的。所以,位移测试信号不能反应转子的轴心运动。同时,由于磁悬浮转子表面存在一定的机械几何形状误差和运动误差,这些误差都会被传感器当成位移信号混叠到转子轴心位移中,这增加了转子的可控性的难度。特别随着主轴转速增大,转子的柔性特性增强,由此产生的位移控制信号频率的增强,回转轴心位移的幅值增加,导致回转精度降低。这样随着周期性的几何误差产生的多余的控制信号,使转子产生振动,增加了控制的难度,当控制信号的频率和转子固有频率相同时,就会使转子振幅增大,直至轴承失效。由于磁悬浮轴承转子位移测量数值和转子的几何形状误差是同一个数量级。所以转子的机械几何误差必须在位移信号中分离出去。本文通过对转子几何...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传感器布置对比图
武汉理工大学硕士学位论文汗认\解原始测量数据2.滤波后数据3.最小二乘圆图2一2转子几何形状图2.1转子的表面粗糙度误差在机械零件的切削过程中，刀具或砂轮遗留的刀痕，切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素，会使零件的表面形成微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况叫做表面粗糙度，也称为微观不平度，它是一种微观几何形状误差。表面粗糙度是机械零件的一个主要几何精度指标，它直接影响机器或仪器的使用性能和使用寿命。零件的表面粗糙度不仅影响零件的摩擦、磨损、密封、润滑、研合性等机械性能，而且还与导热、导电、应力、疲劳、腐蚀等物理性能和化学性能密切相关，特别是航空航天飞行器上的关键零件，其密封性、抗疲劳性、抗腐蚀性等均有较高要求。其形成原因主要有:令加工过程中在工件表面留下的刀痕;令刀具和零件表面之间的摩擦;令切削
模型主要考虑柔性转子的径向位移变化对传感器的影响。由于涡流传感的安装受到磁力轴承定子磁场的影响的，所以涡流传感器在安装位置所测量向位移不能反应转子的实际位移，再加上柔性转子的高阶模态的变形，就会测量数据产生放大，从而产生过量的控制信号，转子转速越高，模态变形越测量反馈的信号越大，最终使转子失去控制。所以必须对磁悬浮转子的高阶界状态进行分析，对柔性转子挠曲量进行修正，才能使转子控制系统做出正的判断，克服高速转子柔性产生的控制问题。(l)在Ansys/rotordynamies模块中建立有限元模型。本文设计的磁悬浮子(如图一)的总长约524Inln，最大直径约为54Inln，径向磁力轴承转子安轴径为46tntn。两个径向磁力轴承外径约为76nun，将转子轴向分布的各组件量集中为质量discl、质量discZ分别布置在所示位置。工作转速为O一4000r/:m
【参考文献】：
期刊论文
[1]无轴承电机转子位移测量系统中电涡流传感器的安装[J]. 赵永成,郭丽平. 机械制造与自动化. 2007(02)
[2]电磁轴承柔性转子系统动态响应分析[J]. 孙首群,韩琳,卢华阳. 机械科学与技术. 2007(02)
[3]磁悬浮轴承系统的试验研究[J]. 刘晓军,刘小英,胡业发,柴苍修. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(01)
[4]3点法圆度误差分离技术的新算法[J]. 雷贤卿,李言,周彦伟,李济顺,薛玉君. 兵工学报. 2007(01)
[5]基于误差分离技术的圆度误差在位测量[J]. 吴琦,刘红斌,胡德金. 中国机械工程. 2006(S2)
[6]截面最小二乘圆心偏心误差运动的分离方法[J]. 雷贤卿,李言,周彦伟,李济顺,杨丙乾,崔凤奎. 农业机械学报. 2006(10)
[7]一种圆柱度测量基准的误差分离方法[J]. 雷贤卿,李济顺,李言,周彦伟,薛玉君. 中国机械工程. 2006(20)
[8]测量圆度误差数学建模与实践[J]. 于铁民,李振华. 吉林建筑工程学院学报. 2006(03)
[9]磁悬浮转子不平衡补偿的研究[J]. 胡业发,高小明,吴华春. 机械制造. 2006(08)
[10]气磁轴承混合轴系的一种误差补偿方法[J]. 马兰兰,李树森,苏健民. 林业机械与木工设备. 2006(06)
硕士论文
[1]基于分形几何的轴类零件表面粗糙度检测[D]. 石米娜.吉林大学 2007
[2]基于同步采样的磁力轴承位移检测系统的研究[D]. 陈维.武汉理工大学 2007
[3]基于图像的车削表面粗糙度测量[D]. 王玉景.哈尔滨理工大学 2007
[4]磁悬浮转子系统中涡流传感器工作特性研究[D]. 蔡财华.武汉理工大学 2006
[5]高速高精密主轴回转误差在线动态测试技术研究[D]. 王少蘅.广东工业大学 2006
[6]回转类零件形位误差的非接触精密测量系统研究[D]. 王天煜.辽宁工程技术大学 2005
[7]磁悬浮硬盘转子动态位移涡流检测系统研究[D]. 王海.武汉理工大学 2004
本文编号：3350685
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传感器布置对比图
武汉理工大学硕士学位论文汗认\解原始测量数据2.滤波后数据3.最小二乘圆图2一2转子几何形状图2.1转子的表面粗糙度误差在机械零件的切削过程中，刀具或砂轮遗留的刀痕，切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素，会使零件的表面形成微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况叫做表面粗糙度，也称为微观不平度，它是一种微观几何形状误差。表面粗糙度是机械零件的一个主要几何精度指标，它直接影响机器或仪器的使用性能和使用寿命。零件的表面粗糙度不仅影响零件的摩擦、磨损、密封、润滑、研合性等机械性能，而且还与导热、导电、应力、疲劳、腐蚀等物理性能和化学性能密切相关，特别是航空航天飞行器上的关键零件，其密封性、抗疲劳性、抗腐蚀性等均有较高要求。其形成原因主要有:令加工过程中在工件表面留下的刀痕;令刀具和零件表面之间的摩擦;令切削
模型主要考虑柔性转子的径向位移变化对传感器的影响。由于涡流传感的安装受到磁力轴承定子磁场的影响的，所以涡流传感器在安装位置所测量向位移不能反应转子的实际位移，再加上柔性转子的高阶模态的变形，就会测量数据产生放大，从而产生过量的控制信号，转子转速越高，模态变形越测量反馈的信号越大，最终使转子失去控制。所以必须对磁悬浮转子的高阶界状态进行分析，对柔性转子挠曲量进行修正，才能使转子控制系统做出正的判断，克服高速转子柔性产生的控制问题。(l)在Ansys/rotordynamies模块中建立有限元模型。本文设计的磁悬浮子(如图一)的总长约524Inln，最大直径约为54Inln，径向磁力轴承转子安轴径为46tntn。两个径向磁力轴承外径约为76nun，将转子轴向分布的各组件量集中为质量discl、质量discZ分别布置在所示位置。工作转速为O一4000r/:m
【参考文献】：
期刊论文
[1]无轴承电机转子位移测量系统中电涡流传感器的安装[J]. 赵永成,郭丽平. 机械制造与自动化. 2007(02)
[2]电磁轴承柔性转子系统动态响应分析[J]. 孙首群,韩琳,卢华阳. 机械科学与技术. 2007(02)
[3]磁悬浮轴承系统的试验研究[J]. 刘晓军,刘小英,胡业发,柴苍修. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(01)
[4]3点法圆度误差分离技术的新算法[J]. 雷贤卿,李言,周彦伟,李济顺,薛玉君. 兵工学报. 2007(01)
[5]基于误差分离技术的圆度误差在位测量[J]. 吴琦,刘红斌,胡德金. 中国机械工程. 2006(S2)
[6]截面最小二乘圆心偏心误差运动的分离方法[J]. 雷贤卿,李言,周彦伟,李济顺,杨丙乾,崔凤奎. 农业机械学报. 2006(10)
[7]一种圆柱度测量基准的误差分离方法[J]. 雷贤卿,李济顺,李言,周彦伟,薛玉君. 中国机械工程. 2006(20)
[8]测量圆度误差数学建模与实践[J]. 于铁民,李振华. 吉林建筑工程学院学报. 2006(03)
[9]磁悬浮转子不平衡补偿的研究[J]. 胡业发,高小明,吴华春. 机械制造. 2006(08)
[10]气磁轴承混合轴系的一种误差补偿方法[J]. 马兰兰,李树森,苏健民. 林业机械与木工设备. 2006(06)
硕士论文
[1]基于分形几何的轴类零件表面粗糙度检测[D]. 石米娜.吉林大学 2007
[2]基于同步采样的磁力轴承位移检测系统的研究[D]. 陈维.武汉理工大学 2007
[3]基于图像的车削表面粗糙度测量[D]. 王玉景.哈尔滨理工大学 2007
[4]磁悬浮转子系统中涡流传感器工作特性研究[D]. 蔡财华.武汉理工大学 2006
[5]高速高精密主轴回转误差在线动态测试技术研究[D]. 王少蘅.广东工业大学 2006
[6]回转类零件形位误差的非接触精密测量系统研究[D]. 王天煜.辽宁工程技术大学 2005
[7]磁悬浮硬盘转子动态位移涡流检测系统研究[D]. 王海.武汉理工大学 2004
本文编号：3350685
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