北京石油化工学院磁悬浮轴承研发与精密制造中心
- 作品数：6 被引量：19H指数：3
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- 磁悬浮飞轮不平衡振动前馈抑制方法与实验被引量：4
- 2017年
- 针对磁悬浮飞轮不平衡质量导致转子在高速旋转时径向振幅较大的缺点,提出了一种前馈抑制方法。建立了磁轴承转子动力学模型,基于达朗伯原理,分别得到了不平衡质量矩引起的动约束力和转子惯性轴偏离几何轴引起的离心力。仿真结果表明:转子两端的不平衡质量大小相等,转速为5000r/min时,飞轮转子采用前馈抑制方法后,转子径向振幅从12μm减小至2μm,减小约83%。实验结果与仿真结果一致,验证了前馈抑制方法可大幅度提高飞轮系统的稳定性。
- 刘强胡灯亮吴波高宪鹏
- 关键词：磁悬浮飞轮磁轴承前馈仿真
- 大型磁悬浮CMG锁紧装置设计与实验被引量：1
- 2017年
- 针对大型磁悬浮CMG转子系统,比较分析大陀螺用内外锁紧方案对转子系统共振频率的影响,得到较优的抱式外锁紧方案.依据发射振动工况对外锁紧方案进行了动力学与静力学分析,得到锁紧装置的锁紧约束参数.根据设计结果研制了一台锁紧装置,并采用环境力学振动实验检验锁紧装置对转子系统的锁紧保护效果.结果表明,实验过程中转子系统未发生明显的共振,证明锁紧装置能够对转子系统进行有效保护.
- 姚舒晏王伟叶郭波刘强胡灯亮
- 关键词：锁紧装置磁轴承
- 磁悬浮微框架球形飞轮及其转子优化设计研究被引量：2
- 2017年
- 为了克服现有外转子方案因螺钉连接而增加转子系统不平衡量的缺点,提出一种内转子结构磁阻力-洛伦兹力混合力构型的磁悬浮微框架球形飞轮。介绍了飞轮结构和工作原理,分析了转子系统控制模型。研究结果表明,当转子质心、球心和检测中心重合时,可消除平动悬浮对径向偏转控制的干扰,简化控制器设计。在考虑转子最大等效应力、1阶共振频率、极地与赤道转动惯量比和极转动惯量的基础上,增加转子最大变形量和质心与球心偏差两个约束变量,并筛选高灵敏度参数作为优化设计变量,以转子质量最小为优化目标,对其进行多学科优化设计。优化结果表明:在满足设计要求的前提下,转子质量由5.600 kg减小为5.389 kg,减小了3.8%;此优化设计方法提高了飞轮转子设计效率,利于系统实现高控制力矩精度。
- 刘强胡灯亮吴波任元王卫杰
- 关键词：优化设计控制器设计灵敏度
- 新型微框架磁悬浮飞轮用洛伦兹力磁轴承被引量：8
- 2017年
- 针对微框架磁悬浮飞轮用磁阻力磁轴承存在偏转负力矩和洛伦兹力磁轴承气隙磁密均匀性较差的缺点,提出了一种基于球形转子的微框架磁悬浮飞轮,介绍了其结构、工作原理和洛伦兹力磁轴承方案。采用等效磁路法建立了洛伦兹力磁轴承磁路数学模型,得到了其径向偏转力矩和轴向平动悬浮力。利用电磁场数值分析法,对三种洛伦兹力磁轴承方案的磁密和磁通进行比较分析,得到了最优的球面梯形磁钢方案。在此基础上,结合15Nms微框架磁悬浮飞轮技术指标,对磁轴承进行了详细实例设计。根据设计结果研制了一台微框架磁悬浮飞轮,并利用线性磁密霍尔对磁轴承气隙磁密进行动态测试。测试结果与优化结果一致,对微框架磁悬浮飞轮系统整体设计具有重要意义。
- 刘强赵勇曹建树任元
- 关键词：磁悬浮飞轮磁轴承洛伦兹力等效磁路法
- 磁悬浮控制敏感陀螺用新型洛伦兹力磁轴承
- 针对磁悬浮控制敏感陀螺用经典的矩形磁钢洛伦兹力磁轴承存在明显的磁场边缘效应与周向磁密波动的缺点,通过比较三种洛伦兹力磁轴承方案,得到了较优的隐式方案.考虑磁钢充磁长度和磁钢气隙侧顶角两个关键结构参数对气隙磁密的影响,采用...
- 刘强赵勇任元王卫杰樊亚洪
- 关键词：磁轴承气隙磁密
- 磁悬浮陀螺飞轮用隐式洛伦兹力磁轴承被引量：7
- 2018年
- 针对磁悬浮陀螺飞轮用显式洛伦兹力磁轴承气隙磁密均匀性差的问题,提出了一种磁钢内置的隐式洛伦兹力磁轴承,并采用三维有限元法对两种方案的气隙磁密进行比较分析。隐式方案的气隙磁密在周向和纵向的变化率分别为0.8%和8.4%,远优于显式方案的15.0%和23.7%。利用磁场分割法对隐式方案的磁阻进行了区域分割,采用积分法精确计算各区域磁阻,建立了磁轴承磁路数学模型,得到了影响偏转电流刚度的关键结构参数,并基于有限元法对隐式方案形状及结构参数进行详细优化。结果表明,在不恶化气隙磁密变化率的前提下,优化前后绕组区域的最大磁密和最小磁密分别从0.404T和0.368T增加至0.464T和0.427T,增幅为14.6%和16.0%。根据优化结果研制了一台隐式洛伦兹力磁轴承,并进行了气隙磁密和偏转电流刚度实验测试,测试结果与设计结果相符,对洛伦兹力磁轴承的设计具有重要意义。
- 刘强赵勇代峰燕任元王卫杰
- 关键词：磁轴承洛伦兹力有限元分析
