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喷水推进器转速波动工况下瞬态特性研究

船舶力学 2023年第4期27卷 508-516页

作者：张富毅鲁航张孟杰赵晓阳刘影王国玉北京理工大学机械与车辆学院北京100081 上海船用柴油机研究所上海200090 中国北方车辆研究所北京100072

为研究喷水推进器转速波动工况下的瞬态特性,采用六面体网格对喷水推进器内部流场进行结构化网格划分,基于RANS方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对转速以正弦函数波动的喷水推进器进行数值模拟。通过对喷水推进泵的试验数据验证... 详细信息

为研究喷水推进器转速波动工况下的瞬态特性,采用六面体网格对喷水推进器内部流场进行结构化网格划分,基于RANS方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对转速以正弦函数波动的喷水推进器进行数值模拟。通过对喷水推进泵的试验数据验证显示,数值结果和试验数据吻合良好。研究结果表明:在转速波动过程中,扬程变化与转速变化的跟随性较好,流量变化完全滞后于转速变化;在相同转速时,加速过程和减速过程具有明显差异,相对于加速过程,减速过程中进水流道的压力更低,叶片前缘的空穴面积更大,并且准稳态流场无法精确描述瞬态过程的流场特征;无量纲空穴面积的变化滞后于转速变化,当瞬时转速高于设计转速时,无量纲空穴面积迅速增大,最大值可达8.02%,当瞬时转速低于设计转速时,无量纲空穴面积低于1%,抗空泡性能良好。

关键词：喷水推进器转速波动瞬态特性空化流动

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转速波动工况滚动轴承打滑动力学特性分析

振动．测试与诊断 2018年第6期38卷 1193-1198,1294页

作者：涂文兵杨锦雯罗丫王朝兵张龙华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

滚动轴承实际运转过程中经常存在的转速波动现象,对滚动轴承的运行状态产生重要影响。基于Hertz接触理论和变形-位移相容条件建立滚动体与套圈的相互作用模型,采用非线性弹簧模拟滚动体与保持架间的相互作用,建立了转速波动工况下滚动... 详细信息

滚动轴承实际运转过程中经常存在的转速波动现象,对滚动轴承的运行状态产生重要影响。基于Hertz接触理论和变形-位移相容条件建立滚动体与套圈的相互作用模型,采用非线性弹簧模拟滚动体与保持架间的相互作用,建立了转速波动工况下滚动轴承打滑动力学模型。通过与实验测试结果的对比,验证了所提出的动力学模型的正确性,并在此基础上分析了转速波动对滚动轴承打滑的影响及不同转速波动幅值、频率下滚动轴承的打滑特性。结果表明:轴承转速波动会造成保持架转速出现波动,导致轴承出现打滑,且滑动主要出现在滚动体与内圈之间;转速波动幅值对轴承打滑影响较大而频率影响较小。

关键词：滚动轴承转速波动动力学打滑

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转速波动条件下圆柱滚子轴承动态特性分析

机械强度 2019年第5期41卷 1202-1206页

作者：涂文兵何海斌刘乐平罗丫王朝兵华东交通大学机电与车辆工程学院

滚动轴承动态特性的研究目前主要集中在稳定工况,但转速波动存在于许多旋转机械设备中,将对滚动轴承的动态性能产生重要影响。以圆柱滚子轴承NU306为研究对象,建立了圆柱滚子轴承的塑性材料柔性接触的非线性动态有限元模型,采用显式动力... 详细信息

滚动轴承动态特性的研究目前主要集中在稳定工况,但转速波动存在于许多旋转机械设备中,将对滚动轴承的动态性能产生重要影响。以圆柱滚子轴承NU306为研究对象,建立了圆柱滚子轴承的塑性材料柔性接触的非线性动态有限元模型,采用显式动力学LS-DYNA对其在三种不同转速波动形式(矩形波动、正弦波动和随机波动)下的非线性运行过程进行了动态仿真,获得了圆柱滚子轴承在转速波动工况下的保持架角速度曲线和打滑率曲线,以及滚子与内圈、保持架的接触力曲线。将稳定工况下圆柱滚子轴承的有限元解与其解析解进行对比,验证了所建立有限元模型的有效性。结果表明:内圈转速的角加速度越大,保持架角速度曲线和打滑率曲线波动越剧烈且严重时可能产生负打滑率;转速波动主要通过改变承载区滚子与保持架间的接触力来影响保持架的稳定性,并且转速波动可能会加大承载区范围,使单个滚子承载力峰值减小。

关键词：圆柱滚子轴承转速波动打滑率接触力

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非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

机床与液压 2023年第6期51卷 25-30页

作者：刘佳敏孟帅谷立臣陕西工业职业技术学院机械工程学院陕西咸阳712000 西安航空制动科技有限公司陕西西安710038 西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦... 详细信息

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明:非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。

关键词：液压马达转速波动非线性机液耦合

双馈风机故障穿越期间转速波动特性分析及其抑制方法

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电网技术 2021年第5期45卷 1707-1715页

作者：王志浩史文轩丁磊孙勇应有电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 浙江运达风电股份有限公司浙江省杭州市310012

随着风电渗透率不断增加,为维持电网运行安全稳定,要求风电机组具有故障穿越(fault ride through,FRT)能力。在目前双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)故障穿越的控制策略下,电网故障引起的有功功率不平衡,可能会导致... 详细信息

随着风电渗透率不断增加,为维持电网运行安全稳定,要求风电机组具有故障穿越(fault ride through,FRT)能力。在目前双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)故障穿越的控制策略下,电网故障引起的有功功率不平衡,可能会导致转速较大幅度的波动。基于此,首先考虑风功率捕获、桨距角控制、故障穿越控制及转子运动等因素,建立起用于观察双馈风机故障穿越期间转速波动特性的数学模型。然后,对转速波动的特点及其出现的原因进行了理论分析,并据此提出了基于桨距角控制模式切换的控制方式,来改善故障穿越期间双馈风机的转速波动特性。最后,在DIgSILENT PowerFactory仿真平台上建立了双馈风机时域精细仿真模型,并验证了所提控制策略的有效性。

关键词：双馈风机故障穿越转速波动桨距角控制

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旋转机械转速波动检测及故障诊断

振动．测试与诊断 2018年第5期38卷 1044-1050,1086,1087页

作者：谭媛孙文磊温广瑞黄鑫新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对旋转机械运行转速波动导致信息获取及诊断决策困难问题,以非平稳信号的瞬时频率估计为切入点,结合快速路径优化算法进行非平稳信号的瞬时频率估计,以实现转速波动信息的准确获取。基于参数化时频分析理论的短时阶比原理,依据估计的... 详细信息

针对旋转机械运行转速波动导致信息获取及诊断决策困难问题,以非平稳信号的瞬时频率估计为切入点,结合快速路径优化算法进行非平稳信号的瞬时频率估计,以实现转速波动信息的准确获取。基于参数化时频分析理论的短时阶比原理,依据估计的振动信号瞬时频率变化函数构造匹配旋转算子,将转速波动信号的时频特征进行旋转,获得各时频窗内的短时阶次谱,进而完整保留转速波动信号的瞬态信息。仿真及实验结果表明,该方法可以准确提取出旋转机械转速波动工况下的状态信息及故障特征,为后续故障精密诊断奠定基础。

关键词：转子故障诊断参数化时频分析转速波动

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阶次分析的非平稳工况瞬时转速波动提取方法

机械设计与制造 2022年第8期378卷 88-90,94页

作者：刘永谷立臣胡子凌湖北汽车工业学院机械工程学院湖北十堰442002 长安大学工程机械学院陕西西安710064 西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710054

由于存在测量误差,直接测量的时域转速波动并不是其真实的波动。为了获得非平稳转速工况下的瞬时转速波动,提出了在阶次谱中提取瞬时转速波动幅值的方法。将时域中测得的瞬时转速信号从时域转换到角度域,再进行短时傅立叶变换得到阶次... 详细信息

由于存在测量误差,直接测量的时域转速波动并不是其真实的波动。为了获得非平稳转速工况下的瞬时转速波动,提出了在阶次谱中提取瞬时转速波动幅值的方法。将时域中测得的瞬时转速信号从时域转换到角度域,再进行短时傅立叶变换得到阶次频谱图,通过提取一阶次的转速波动信号从而得到转速波动幅值特征。实验研究表明,此方法能较好地提取转速斜坡、正弦、阶跃工况下的波动,为非平稳工况下的瞬时转速波动幅值特征提取提供了参考和借鉴。

关键词：非平稳工况瞬时转速转速波动提取方法

一种提升变频压缩机转速波动抑制可靠性的方法

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环境技术 2023年第12期41卷 31-37页

作者：范凌云珠海格力电器股份有限公司珠海519000

永磁同步电机型变频压缩机在低频转速时存在较为显著的转速波动。压缩机负载力矩受各种外界不定因素影响,是导致低频转速波动的关键,转速波动又是影响压缩机可靠性的关键因素。为此基于Kalman滤波器提出一种带负载转矩观测器的转矩补偿... 详细信息

永磁同步电机型变频压缩机在低频转速时存在较为显著的转速波动。压缩机负载力矩受各种外界不定因素影响,是导致低频转速波动的关键,转速波动又是影响压缩机可靠性的关键因素。为此基于Kalman滤波器提出一种带负载转矩观测器的转矩补偿方法,精确调整低速波动抑制补偿电流值,提高压缩机转速波动抑制的可靠性,进而提高空调的能效比与制冷/制热能力。

关键词：变频压缩机转速波动 Kalman滤波器负载转矩观测器转矩补偿可靠性

基于改进神经网络的降低锭子转速波动控制算法

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纺织高校基础科学学报 2021年第2期34卷 52-58页

作者：王延年宋功庆西安工程大学电子信息学院陕西西安710048

针对细纱在电锭细纱机上卷绕过程中易出现断头的问题,在不升级电锭细纱机设备的前提下,提出一种改进的神经网络在线实时整定锭子转速PID控制算法。对于神经网络的缺陷,引入粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,使电锭细纱... 详细信息

针对细纱在电锭细纱机上卷绕过程中易出现断头的问题,在不升级电锭细纱机设备的前提下,提出一种改进的神经网络在线实时整定锭子转速PID控制算法。对于神经网络的缺陷,引入粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,使电锭细纱机锭子运行过程中转速和转矩波动更小,更好地应对某处纱线张力波动较大的扰动响应。通过搭建实验平台,验证了锭子无刷直流电机优化后的算法相较于经典PID算法,转速波动降低了2.08%,转矩波动降低了8.3%,从而减少了细纱卷绕过程中断头的产生。该方法可应用在细纱产量和质量的优化领域。

关键词：电锭细纱机神经网络粒子群优化算法转速波动