国产精品不卡在线,精品国产_亚洲人成在线高清,色亚洲一区,91激情网

主動(dòng)磁軸承（Active Magnetic Bearing, AMB）是在工業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制元件之一。與機(jī)械軸承相比，磁軸承與轉(zhuǎn)子沒(méi)有物理接觸，不僅非常適用于高速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合，而且還可以通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)磁軸承的支承特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的主動(dòng)控制，有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。

隨著船舶綜合電力、汽車(chē)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域?qū)πD(zhuǎn)機(jī)械高速運(yùn)轉(zhuǎn)和減振降噪的高性能需求，磁軸承在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的應(yīng)用開(kāi)始引起人們的關(guān)注。但是目前大多數(shù)針對(duì)磁軸承的研究和應(yīng)用，都是以磁軸承系統(tǒng)安裝在靜止的基礎(chǔ)平臺(tái)上為前提，忽略了基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)對(duì)磁軸承動(dòng)態(tài)特性的影響，限制了磁軸承的適用范圍。

少數(shù)學(xué)者圍繞運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上磁軸承的動(dòng)力學(xué)建模方法展開(kāi)了研究。

• 有學(xué)者介紹了磁軸承在艦船高速異步發(fā)電機(jī)、潛艇風(fēng)機(jī)和戰(zhàn)車(chē)武器系統(tǒng)等軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，但均未涉及相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)建模方法。
• 有學(xué)者建立了運(yùn)動(dòng)車(chē)輛上的磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型，并在六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但沒(méi)有考慮轉(zhuǎn)子大幅度轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的非線(xiàn)性動(dòng)力特性。
• 有學(xué)者采用受迫阻尼Mathieu方程建立磁軸承剛性轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程，并通過(guò)仿真分析了磁軸承的穩(wěn)定性，但其準(zhǔn)確性缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
• 有學(xué)者以車(chē)載磁懸浮飛輪為研究對(duì)象，利用ADAMS與Matlab軟件分析了載體在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)飛輪電池動(dòng)態(tài)性能的影響，但僅針對(duì)于載體的平動(dòng)特征。
• 有學(xué)者考慮了磁懸浮慣性動(dòng)量輪中的動(dòng)框架效應(yīng)，建立了框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程，卻忽略了轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)磁軸承重力平衡載荷的影響。

以上方法對(duì)于運(yùn)動(dòng)載體上磁軸承-轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模具有重要借鑒意義，但卻局限于特定的對(duì)象和運(yùn)動(dòng)特征，難以適用于大幅度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的磁軸承系統(tǒng)。

因此，為了研究磁軸承在大幅度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的動(dòng)力學(xué)特性，海軍工程大學(xué)艦船綜合電力技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員姜豪、蘇振中、王東，在2019年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，以船舶傾斜搖擺環(huán)境下的磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了載體運(yùn)動(dòng)對(duì)定子運(yùn)動(dòng)的影響，并運(yùn)用拉格朗日方程推導(dǎo)了任意傾斜角度下轉(zhuǎn)子的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)方程，進(jìn)一步考慮了定、轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)對(duì)磁軸承重力載荷和電磁力的影響，建立了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。最后基于所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成了模型的驗(yàn)證。

主要結(jié)論如下：

1）對(duì)于大幅度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，必須考慮轉(zhuǎn)子大角度轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性以及對(duì)磁軸承重力載荷分布的影響。

2）磁軸承本質(zhì)是利用電磁力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的穩(wěn)定懸浮。載體運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來(lái)定子位置的變化，引起定轉(zhuǎn)子間氣隙發(fā)生改變，影響電磁力的大小，干擾轉(zhuǎn)子的懸浮狀態(tài)。而磁軸承的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度有限，因此載體運(yùn)動(dòng)將使得轉(zhuǎn)子軸振位移增大，降低磁軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3）傾斜屬于靜態(tài)環(huán)境，主要會(huì)改變磁軸承的重力載荷分布，從而影響轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)特性。搖擺屬于動(dòng)態(tài)環(huán)境，不僅會(huì)使得磁軸承的重力平衡載荷跟隨時(shí)間發(fā)生周期性的變化，還會(huì)通過(guò)定子的牽連運(yùn)動(dòng)給磁軸承帶來(lái)動(dòng)態(tài)變化的干擾力矩，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)中出現(xiàn)與船體搖擺直接相關(guān)的基頻或倍頻成分，磁軸承必須具備足夠的響應(yīng)速度，不斷實(shí)時(shí)調(diào)整電磁力來(lái)克服重力和定子運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的干擾。

圖2 磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的工作原理

圖3 船舶運(yùn)動(dòng)示意圖

圖6 仿真模型