磁悬浮球形飞轮不平衡振动前馈抑制与实验

论文摘要

针对磁悬浮球形飞轮转子存在的不平衡振动,建立磁轴承-球形转子动力学模型,提出了一种不平衡振动前馈抑制方法。依据达朗伯原理,将转子不平衡质量矩等效至转子两端配重面,得到了转子两端的轴承动反力。为维持球面磁极气隙的球壳形状,消除磁拉偏负力矩,将高速转子球心与定子球心始终重合。分析了转子质心偏离旋转轴引起的离心力,计算了转子质心偏离球心后,因电磁悬浮力始终指向转子球心而引起的偏转负力矩。仿真结果表明:转速为8 000 r/min,转子两配重面内不平衡质量矩处于对角位置且大小相等时,对转子施加前馈抑制,转子径向振幅从13.8μm减少至3.3μm,减少约76.1%,轴向振幅从21.6μm减少至5.6μm,减少约74.1%。实验结果与仿真结果一致,验证了转子不平衡振动模型的正确性和前馈抑制方法的有效性。

论文目录

• 1 转子结构及其工作原理
• 2 磁轴承-转子模型
• 3 干扰模型
•   3.1 不平衡质量矩引起的轴承动反力
•   3.2 转子质心与球心偏离引起的偏转负力矩
•   3.3 转子质心偏离几何轴引起的离心力
• 4 不平衡质量前馈控制与仿真
•   4.1 控制器模型
•   4.2 仿 真
• 5 实 验
• 6 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘强,尹兆京,吴波,任元,辛朝军,樊亚洪

关键词: 磁悬浮球形飞轮,磁轴承,不平衡振动,前馈,仿真

来源: 振动与冲击 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所,航天工程大学航天装备系,北京控制工程研究所

基金: 国家自然科学基金(51405022),北京市青年拔尖人才培养资助项目(2017000026833ZK22),“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804034)

分类号: V441

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.10.014

页码: 92-97+123

总页数: 7

文件大小: 1897K

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