為避免電磁軸承失效、過載等事故發(fā)生,在轉子/電磁軸承系統(tǒng)中安裝輔助軸承,為轉子提供臨時機械輔助支承,并可對轉子起到限位的作用。本文建立動態(tài)模型對轉子跌落動態(tài)特性進行研究。該模型可預測轉子各自由度的位移及轉動,并在考慮轉子具有跌落碰撞可能的情況下,設計PID控制策略進行位置恢復控制。該控制策略可在轉子受外界劇烈擾動而具有跌落趨勢甚至已經發(fā)生碰撞的情況下,有效將轉子恢復至無接觸懸浮狀態(tài)并避免碰撞進一步惡化的發(fā)生。

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【部分圖文】：

圖1轉子運動簡圖

水平轉子跌落動力學模型如圖1所示。其中，x,y與z分別表示水平位移，θx與θy分別表示繞x軸與y軸的旋轉。a與b分別表示左、右輔助軸承距轉子中心的位置。圖2表示轉子與輔助軸承的相互作用。C表示轉子幾何中心，S表示轉子質量中心，ρ表示O與C的距離，e為轉子偏心距，α為OC與x軸的夾....

圖2轉子與輔助軸承相互作用

圖2表示轉子與輔助軸承的相互作用。C表示轉子幾何中心，S表示轉子質量中心，ρ表示O與C的距離，e為轉子偏心距，α為OC與x軸的夾角，α?為轉子渦動轉速。θ為轉子旋轉角度，φ為轉子初始相位。轉子質心位移與速度可表示為：轉子幾何中心位移可計算為：

圖3轉子某一自由度控制邏輯

圖3對轉子某一自由度控制邏輯進行闡述。此模型考慮了轉子跌落與輔助軸承發(fā)生碰撞的可能。帶有預測轉子跌落碰撞評估算法的PID反饋控制方法被用于此系統(tǒng)中，用來減少轉子對不平衡的敏感度并控制轉子穩(wěn)定運轉。當轉子系統(tǒng)受到外界不平衡激勵，并由此離開初始穩(wěn)定位置，控制算法將立即快速響應以阻止轉....

圖4左輔助軸承截面轉子軸心軌跡

圖4與圖5分別展示轉子左、右截面的軸心軌跡。轉子跌落過程中，轉子處于連續(xù)彈跳以及摩擦的狀態(tài)。在初始階段，轉子受重力作用而向下跌落。此過程中可觀察到轉子呈反向渦動狀態(tài)。在跌落轉子與輔助軸承接觸之后，轉子開始彈跳。摩擦存在于徑向碰摩面上。受重力主導影響，全周回轉運動較難發(fā)展。圖5右....

本文編號：3996511