本文關(guān)鍵詞：電磁作動(dòng)器電磁性能仿真及實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 離心壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性 電磁作動(dòng)器 密封 Ansys磁場(chǎng)分析

【摘要】：離心壓縮機(jī)是流程工業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,若因故障停機(jī)使生產(chǎn)中斷,造成的經(jīng)濟(jì)損失將非常巨大。隨著流程工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)離心壓縮機(jī)的性能參數(shù)要求越來越高,其發(fā)生故障的概率也就越大。故障原因大部分是由轉(zhuǎn)子失穩(wěn)造成的,為了減少失穩(wěn)故障,避免停機(jī)的發(fā)生,需對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制,達(dá)到故障在線自愈。因此,對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)故障的主動(dòng)控制研究具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。 執(zhí)行器是振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,執(zhí)行器有多種,其中電磁軸承可以對(duì)轉(zhuǎn)子無接觸的施加可控電磁力,本文將其作為執(zhí)行器應(yīng)用于離心壓縮機(jī)振動(dòng)的主動(dòng)控制。離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,無法有效的在其上安裝振動(dòng)主動(dòng)控制執(zhí)行器,鑒于離心壓縮機(jī)平衡盤處有一段較大的軸向空間用來做流體密封,可以考慮將電磁作動(dòng)器安裝在平衡盤上,在不改變轉(zhuǎn)軸固有特性條件下盡可能的使電磁軸承產(chǎn)生的控制力達(dá)到更好的控制效果。本文結(jié)合離心壓縮機(jī)平衡盤結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、孔型阻尼密封的加工方式以及電磁軸承的結(jié)構(gòu),提出了一種帶密封功能的電磁作動(dòng)器,并對(duì)該作動(dòng)器的電磁性能進(jìn)行了有限元仿真和實(shí)驗(yàn)研究。本文主要的工作及貢獻(xiàn)如下： 1)對(duì)8磁極和12磁極電磁軸承進(jìn)行模擬,分析比較了8磁極和12磁極電磁軸承的電磁力和耦合特性；搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)量并擬合了12磁極電磁軸承電磁力隨電流和氣隙的變化曲線,建立相應(yīng)的12磁極電磁軸承二維和三維有限元模型,模擬在與實(shí)驗(yàn)相同的電流和氣隙條件下的電磁力,并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的電磁力對(duì)比分析。 2)提出了并研究了安裝于離心壓縮機(jī)平衡盤處帶密封功能的電磁作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式,分析了密封體的結(jié)構(gòu)形式和密封孔排列方式； 3)建立了帶密封功能電磁作動(dòng)器的有限元模型,分析了電磁力隨密封孔結(jié)構(gòu),如開孔率、孔徑、孔深的變化關(guān)系。分析了密封體中的損耗。 4)搭建帶密封結(jié)構(gòu)的電磁作動(dòng)器電磁力測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái),測(cè)量開孔前后磁極的磁通密度。加入轉(zhuǎn)子,測(cè)量不同電流下電磁作動(dòng)器產(chǎn)生的電磁力,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比。 通過本論文的研究,可為基于電磁控制機(jī)構(gòu)的離心壓縮機(jī)故障診斷與自愈調(diào)控提供新的思路。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性 電磁作動(dòng)器 密封 Ansys磁場(chǎng)分析
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 符號(hào)說明17-19
• 第一章 緒論19-27
• 1.1 課題來源19
• 1.2 課題研究目的與意義19-20
• 1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)主動(dòng)控制執(zhí)行裝置20-23
• 1.3.1 質(zhì)量平衡式動(dòng)平衡裝置22-23
• 1.3.2 力平衡式動(dòng)平衡裝置23
• 1.4 基于電磁軸承的轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制的研究概況23-25
• 1.5 論文研究的對(duì)象25
• 1.6 本文研究主要內(nèi)容25-26
• 1.7 本文的創(chuàng)新點(diǎn)26-27
• 第二章 電磁作動(dòng)器有限元分析及實(shí)驗(yàn)研究27-53
• 2.1 引言27
• 2.2 電磁場(chǎng)基本理論27-29
• 2.2.1 麥克斯韋方程組27-28
• 2.2.2 本構(gòu)關(guān)系28
• 2.2.3 電磁場(chǎng)偏微分方程28-29
• 2.2.4 電磁場(chǎng)中常見的邊界條件29
• 2.3 Ansys電磁場(chǎng)分析步驟29-30
• 2.4 徑向電磁軸承兩種磁極排列方式的電磁性能比較30-31
• 2.5 8磁極和12磁極結(jié)構(gòu)的徑向電磁軸承電磁性能比較31-35
• 2.5.1 兩種磁極結(jié)構(gòu)的有限元模型31-32
• 2.5.2 電磁特性分析與比較32-35
• 2.6 電磁軸承靜態(tài)電磁力標(biāo)定35-39
• 2.6.1 電磁作動(dòng)器電磁力理論推導(dǎo)36-37
• 2.6.2 電磁作動(dòng)器磁極工作方式37-39
• 2.7 電磁作動(dòng)器電磁力測(cè)量實(shí)驗(yàn)39-42
• 2.8 “E”形磁極電磁軸承二維和三維有限元分析42-50
• 2.8.1 模型建立43
• 2.8.2 單元選擇43-44
• 2.8.3 材料屬性44-45
• 2.8.4 網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格收斂性檢查45-46
• 2.8.5 施加載荷46-47
• 2.8.6 邊界條件和標(biāo)志力47
• 2.8.7 求解及結(jié)果提取47-48
• 2.8.8 結(jié)果分析48-50
• 2.9 磁飽和分析50-51
• 2.10 本章小結(jié)51-53
• 第三章 帶密封功能的電磁作動(dòng)器結(jié)構(gòu)介紹及其安裝方法53-61
• 3.1 引言53
• 3.2 電磁作動(dòng)器在壓縮機(jī)中的安裝位置53-56
• 3.3 電磁作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及安裝56-59
• 3.3.1 平衡盤密封介紹56-57
• 3.3.2 電磁軸承結(jié)構(gòu)改進(jìn)57-59
• 3.4 帶密封功能的電磁作動(dòng)器在離心壓縮機(jī)上的安裝方法59-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 帶密封功能的電磁作動(dòng)器性能分析61-81
• 4.1 引言61
• 4.2 solidworks與workbench聯(lián)合仿真61-64
• 4.2.1 模型建立62
• 4.2.2 有限元分析62-64
• 4.3 電磁力分析64-73
• 4.3.1 密封體對(duì)電磁軸承電磁性能的影響64-66
• 4.3.2 磁極和密封體上開孔對(duì)電磁軸承電磁性能的影響66-69
• 4.3.3 開孔率對(duì)電磁軸承電磁場(chǎng)的影響69-71
• 4.3.4 孔深度對(duì)電磁軸承電磁場(chǎng)的影響71-73
• 4.4 耗損分析73-80
• 4.4.1 硅鋼片中的渦流損耗理論公式73-75
• 4.4.2 電磁作動(dòng)器中渦流損耗有限元分析75-80
• 4.4.3 損耗比較80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 第五章 電磁作動(dòng)器電磁性能實(shí)驗(yàn)研究81-95
• 5.1 引言81
• 5.2 磁極磁通密度測(cè)量81-88
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>81-82
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備82
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟82-83
• 5.2.4 結(jié)果分析83-88
• 5.3 電磁力測(cè)量88-93
• 5.4 本章小結(jié)93-95
• 第六章 結(jié)論與展望95-97
• 6.1 論文主要工作總結(jié)95-96
• 6.2 對(duì)本課題研究的展望96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 致謝101-103
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103-105
• 作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介105-106
• 附件106-107

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：870236