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磁悬浮电机的高效高精度在线动平衡

光学精密工程 2013年第11期21卷 2884-2892页

作者：王英广房建成郑世强张寅北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室

提出了一种基于零位移控制的磁悬浮转子在线动平衡方法,用于降低磁悬浮电机的振动并提高悬浮精度。通过在极坐标系中分析磁悬浮转子的静/动不平衡模型,推导出校正质量与磁悬浮系统参数的关系。对各种控制模式下表征校正质量的特点进行... 详细信息

提出了一种基于零位移控制的磁悬浮转子在线动平衡方法,用于降低磁悬浮电机的振动并提高悬浮精度。通过在极坐标系中分析磁悬浮转子的静/动不平衡模型,推导出校正质量与磁悬浮系统参数的关系。对各种控制模式下表征校正质量的特点进行分析得出:在零位移模式下,电磁力与不平衡离心力相互抵消,且电磁力是控制电流的线性函数,因此可使用控制电流直接解算校正质量。使用广义选频器控制转子绕其几何轴旋转,获得零位移状态,提取了绕组同频控制电流解算校正质量。最后,针对电流刚度获知误差,在线校正转换系数阵,进行二次高精度平衡。实验结果表明,使用本方法一次启车即可确定校正质量,两次启车校正转换系数阵再次平衡后,转子振动降低98.6%,控制电流降低98.7%,实现了高效高精度动平衡,达到了磁悬浮转子零位移零电流运行状态。

关键词：磁悬浮转子在线动平衡零位移控制同频控制电流

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注排液式砂轮在线动平衡技术研究

西安交通大学学报 2017年第4期51卷 1-5,102页

作者：张西宁刘旭吴婷婷西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

为有效抑制磨削过程中由砂轮失衡引起的振动,提出了一种新的注排液式砂轮在线动平衡方法,并设计了平衡装置。通过控制注入平衡腔内的液体与计算排出平衡腔的液体,控制平衡腔内残余液体质量,进而利用残余液体提供合适的平衡校正量。分析... 详细信息

为有效抑制磨削过程中由砂轮失衡引起的振动,提出了一种新的注排液式砂轮在线动平衡方法,并设计了平衡装置。通过控制注入平衡腔内的液体与计算排出平衡腔的液体,控制平衡腔内残余液体质量,进而利用残余液体提供合适的平衡校正量。分析平衡腔内液体的离心力与腔内液位半径的关系,建立动态注液模型。采用打靶法对排液用的短孔型节流阀进行参数标定,分析了影响节流阀参数的因素,建立了流量控制模型,实现了平衡腔中残余液体量的精确计算。动平衡实验结果表明,在砂轮转速为2 700r/min时进行校正,使用注排液式砂轮动平衡方法,振动幅值下降达89.25%,验证了提出的在线动平衡方法的可行性和平衡效果,同时也表明该平衡方法具有持续的平衡能力,解决了现有注液式在线动平衡腔满而丧失平衡能力的问题。

关键词：砂轮在线动平衡注排液式转子振动

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基于盘状加工件在线动平衡技术的研究

北京工业大学学报 2011年第6期37卷 811-815页

作者：伍良生李俊肖毅川周大帅北京工业大学机械工程及应用电子技术学院北京100124 佳木斯大学机械工程学院黑龙江佳木斯154007

针对在数控立式车床上加工的盘状加工件,提出了一种新的基于影响系数法的在线动平衡方法,将主轴系统视为转子系统,计算并保存试加不平衡量与其所引起主轴系统的振动响应之间的幅值影响系数和相位影响系数,待工件加工完毕之后,在不停车... 详细信息

针对在数控立式车床上加工的盘状加工件,提出了一种新的基于影响系数法的在线动平衡方法,将主轴系统视为转子系统,计算并保存试加不平衡量与其所引起主轴系统的振动响应之间的幅值影响系数和相位影响系数,待工件加工完毕之后,在不停车的情况下,启动检测控制装置,就可得到工件的原始不平衡量,然后再根据实际情况进行在线动平衡操作.实验表明该方法准确度高,简单易行,可操作性强.

关键词：在线动平衡影响系数法盘状加工件不平衡量

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电磁滑环式在线动平衡系统特性分析与实验

振动.测试与诊断 2018年第1期38卷 34-38+203页

作者：张珂张驰宇张丽秀吴玉厚沈阳建筑大学机械工程学院

为了测试一种电磁滑环式在线动平衡装置的平衡特性,搭建了实验平台,采用影响系数法进行在线动平衡实验研究。主要从实验平台本身的振动特性、主轴转速对平衡效果的影响以及试加配重的角度对平衡效果的影响3个方面进行了分析研究,得到了... 详细信息

为了测试一种电磁滑环式在线动平衡装置的平衡特性,搭建了实验平台,采用影响系数法进行在线动平衡实验研究。主要从实验平台本身的振动特性、主轴转速对平衡效果的影响以及试加配重的角度对平衡效果的影响3个方面进行了分析研究,得到了实验平台和主轴转速对在线动平衡系统的影响,以及试加配重位置的选择方式,为高速主轴双面动平衡和模态分析的研究打下基础。

关键词：在线动平衡影响系数法振动电磁滑环

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基于在线动平衡的磁轴承参数辨识

国防科技大学学报 2013年第6期35卷 65-70页

作者：侯二永刘昆国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

针对磁悬浮刚性转子系统,提出了一种基于在线动平衡的磁轴承参数辨识方法。采用已知大小和相位的不平衡质量作为激振源,根据动平衡仪测得的转子不平衡响应,求得磁轴承位移刚度和电流刚度。利用某型磁悬浮控制力矩陀螺对该方法进行了实... 详细信息

针对磁悬浮刚性转子系统,提出了一种基于在线动平衡的磁轴承参数辨识方法。采用已知大小和相位的不平衡质量作为激振源,根据动平衡仪测得的转子不平衡响应,求得磁轴承位移刚度和电流刚度。利用某型磁悬浮控制力矩陀螺对该方法进行了实验验证,得到了一定转速范围内的磁轴承位移刚度和电流刚度,证明了该方法的正确性和实用性。实验结果表明,外转子型磁轴承位移刚度和电流刚度随转速的增加而下降明显。

关键词：磁轴承在线动平衡位移刚度电流刚度参数辨识

力自由不平衡控制下的高速磁悬浮飞轮系统在线动平衡

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光学精密工程 2017年第7期25卷 1796-1806页

作者：蒲芃成张剀于金鹏赵雷清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 先进核能技术协同创新中心北京100084 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084 清华大学工程物理系北京100084

针对高速磁悬浮飞轮转子的不平衡问题,提出了一种在力自由不平衡控制下的在线动平衡方法,用空气环境下低转速的在线动平衡替代真空环境下的高转速在线动平衡,以实现兼顾高效率和高精度的在线动平衡。通过分析磁悬浮转子系统的不平衡模... 详细信息

针对高速磁悬浮飞轮转子的不平衡问题,提出了一种在力自由不平衡控制下的在线动平衡方法,用空气环境下低转速的在线动平衡替代真空环境下的高转速在线动平衡,以实现兼顾高效率和高精度的在线动平衡。通过分析磁悬浮转子系统的不平衡模型和比较各不平衡控制模式下校正质量的求解方法,得出在力自由控制模式下,磁轴承的同频控制电流为零,电磁力在线性化范围内仅是转子位移的线性函数。因此根据转子的同频位移响应可解算动平衡校正质量。通过所设计的磁轴承力自由不平衡控制器使转子绕其惯性主轴旋转,获得了转子同频位移响应。由于系统参数的理论值与实际值存在一定误差,通过一次试重对转换系数矩阵进行了校正。实验结果表明,通过一次试重校正转换系数矩阵,再经过两次试转后即可实现高精度动平衡。另外,转子轴心轨迹显著减小、转子两端同频位移响应分别下降了77.29%和94.14%;在真空环境下,试验转子升速至500Hz时,转子的运行状况与低速状态一致,进一步验证了本文提出方法的有效性。

关键词：磁悬浮飞轮不平衡振动在线动平衡力自由控制

基于磁力等效原理的刚性磁悬浮转子系统高精度在线动平衡

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振动与冲击 2016年第4期35卷 67-71页

作者：刘超刘刚盖玉欢北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191

针对磁悬浮飞轮转子不平衡振动问题,提出了一种在线动平衡方法。其基于磁轴承控制作用力与转子不平衡离心力之间的等效原理,通过检测磁轴承的控制作用力解算转子不平衡校正质量。设计了零位移控制器,使转子绕几何轴旋转,此时磁轴承的控... 详细信息

针对磁悬浮飞轮转子不平衡振动问题,提出了一种在线动平衡方法。其基于磁轴承控制作用力与转子不平衡离心力之间的等效原理,通过检测磁轴承的控制作用力解算转子不平衡校正质量。设计了零位移控制器,使转子绕几何轴旋转,此时磁轴承的控制作用力与控制电流呈线性关系,通过测量控制电流来准确获得磁轴承的控制作用力。该方法消除了传统方法由动力学模型过度简化带来的误差,尤其适用于强陀螺效应的扁平型刚性磁悬浮转子系统。实验验证了该方法的有效性,对提高磁悬浮转子系统的动平衡精度具有实际意义。

关键词：刚性转子主动磁轴承不平衡振动在线动平衡

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复合式高速电主轴在线动平衡装置的开发

中北大学学报（自然科学版） 2007年第6期28卷 491-495页

作者：王俊元蒋红琰杜文华太原理工大学机械电子工程研究所山西太原030024 中北大学机械工程与自动化学院山西太原030051

所有高速旋转系统,动平衡是一个关键问题.针对高速电主轴,研究了不平衡振动抑制措施,设计了在线动平衡装置.首先,利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力,实现在线实时精密补偿;其次,考虑到此时空... 详细信息

所有高速旋转系统,动平衡是一个关键问题.针对高速电主轴,研究了不平衡振动抑制措施,设计了在线动平衡装置.首先,利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力,实现在线实时精密补偿;其次,考虑到此时空旋转电磁力能耗大、机械结构内应力大的缺点,运用影响系数法控制策略,在平衡盘上利用旋转极坐标合成矢量力,驱使附加质量块移动使转子质心落回旋转中心,同时时空旋转电磁力消失,主轴系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡.通过ADAM S与M ATLAB联合仿真,证明了振动在10 000 r/m in速度点附近减少了95%,达到了高速主轴的平衡品质标准.

关键词：在线动平衡高速电主轴旋转电磁力影响系数法联合仿真

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磁悬浮控制敏感陀螺转子系统在线动平衡方法

北京航空航天大学学报 2022年

作者：夏长峰王小乐李智蒋成伟王卫杰程富强航天器在轨故障诊断与维修重点实验室航天工程大学宇航科学与技术系

为改善磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)转子质量分布，减小转子偏转系统动不平衡振动，提出了基于电流响应的方法对磁悬浮转子进行在线动平衡。分析了磁轴承-转子系统的工作原理；确定了质量分布不平衡条件下转子几何轴与惯性轴间的关系模型... 详细信息

为改善磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)转子质量分布，减小转子偏转系统动不平衡振动，提出了基于电流响应的方法对磁悬浮转子进行在线动平衡。分析了磁轴承-转子系统的工作原理；确定了质量分布不平衡条件下转子几何轴与惯性轴间的关系模型，对转子静不平衡和动不平衡进行了定量分析；在此基础上提出利用洛伦兹力磁轴承（LFMB）线性特性好的优势，采用二次修正法推导转子校正质量与控制电流间的关系式，对转子不平衡质量进行在线校正，进而改善转子质量分布，从根源上减小转子系统不平衡振动。在线动平衡实验结果表明：所提出方法可将转子系统动不平衡振动峰值降低67.7%，验证了方法的有效性。

关键词：磁悬浮控制敏感陀螺洛伦兹力磁轴承转子不平衡在线动平衡二次修正法