IMB轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的動力學特性分析及其方法研究.pdf

1、電磁軸承是一種高性能機電一體化軸承，它是由磁懸浮技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的。電磁軸承利用電磁力來支承運動部件使其與固定部件脫離接觸而實現(xiàn)無機械接觸的新型高性能軸承。本文在闡述分析了電磁軸承國內(nèi)外發(fā)展狀況和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了在推廣應(yīng)用方面存在的不足及問題；同時，依據(jù)磁軸承智能化及在線設(shè)計方面的構(gòu)思，在轉(zhuǎn)子動力學分析理論方面做了初步的分析和研究。 本文首先扼要地介紹了磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的基本分析方法，以及電磁軸承支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學研究的相關(guān)

2、理論基礎(chǔ)。在總結(jié)了前一個基金項目(主動磁軸承支承轉(zhuǎn)子動力學特性的研究，資助號：59875054)研究成果以及傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子動力計算方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)主動電磁軸承(active magnetic bearing，簡稱AMB)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學分析計算方面的特點，對在智能磁力軸承(intelligent magnetic bearing，簡稱IMB)的在線設(shè)計(online design)過程中嵌入轉(zhuǎn)子動力學的分析計算方法進行了分析和研究。論文以有限

3、元方法為手段，以ANSYS軟件為工具，對磁懸浮支承條件下的轉(zhuǎn)子動力學進行了分析。 本文結(jié)合電磁軸承剛度阻尼系數(shù)的計算及其特點，介紹了接近實際的電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速的分析計算方法。在UG(Unigraphics)軟件中進行轉(zhuǎn)子和電磁軸承的設(shè)計和建模。在ANSYS中分別針對簡單直徑梁，以及設(shè)計的電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行模態(tài)分析。電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的性態(tài)分為3種情況：各向同性、各向異性系統(tǒng)，并在各向異性系統(tǒng)中考慮了軸向軸承的影響。目的

4、是分析和研究軸向軸承對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動特性的影響。這是本文與前期工作的不同點所在。 本文涉及的分析對象是一個透平膨脹機的轉(zhuǎn)子，其實驗結(jié)果已經(jīng)得到了驗證。本文以此為參照，將其與本文有限元計算的結(jié)果進行對照，同時分析比較，形成一種指導性的理論，為今后的IMB控制系統(tǒng)提供一套可以嵌入的程序或者是第三方軟件。 本論文工作得到國家自然科學基金項目“磁軸承智能化的機理及關(guān)鍵技術(shù)的研究”(No.50475181)以及上海市重點學科建設(shè)項目(