毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
一、磁悬浮飞轮转子结构简介
磁悬浮飞轮转子由飞轮、保护轴承、传感测环、电机/发电机、上下径向磁力轴承转子、推力盘、套筒等组成。其中套筒、径向磁力轴承转子通过盈配合装配在阶梯轴上。推力盘是在其他零件装配完毕后，采用过渡配合装配在轴上[1]。
径向磁力轴承所承受的载荷主要是偏心力，通过查表和计算得出额定转速下偏心力的大小，然后计算出上下径向磁力轴承各自承担载荷，另考虑到安装的需要，上径向轴承的定子必须大于电机中转站外径，下径向轴承的转子外径必须小于电机定子内径。利用这些条件一级磁力轴承设计理论就可以设计径向磁力轴承的结构尺寸。径向轴承常用0.5mm厚的硅钢片，硅钢片用线切割加工方法加工成一定的结构形式，再把叠装成设计轴向尺寸的圆柱体，叠装后的圆柱体常用焊接或铆接的方式固定圆柱体，防止叠装后的硅钢片变形。
轴向磁力轴承所承受的载荷是整个转子部件的重力，设计之初，转子的质量是不确定的，需要先假定轴向磁力之初所承受的最大载荷，然后进行结构设计，在转子部件设计完毕后，需验算转子部件的重力为最大载荷的0.3-0.5倍左右。
二、磁悬浮飞轮转子动态特性的研究现状和趋势[2]
美国Maryland大学队磁悬浮飞轮转子进行了较为深入的研究，在考虑控制因素的情况下建立磁悬浮飞轮转子的动力学方程，分析结果显示磁悬浮飞轮转子的转速与系统的稳定性有着直接的关系。日本千叶大学队应用于电动汽车上的磁悬浮飞轮储能系统，其飞轮转子的支承方式是径向、轴向采用磁力轴承支承。基于飞轮刚性转子模型。采用H无穷控制方法控制飞轮转子进行振动实验，实验结果表明：造成飞轮转子不稳定的最主要原因是飞轮转子转速达到一阶弯曲临界转速，而非陀螺效应的影响。并用有限元的方法建立了飞轮柔性转子的模型。韩国国立忠南大学在考虑系统稳定的情况下对磁悬浮飞轮储能系统进行了优化设计。目标函数是飞轮转子储能能量和储能密度的最大化，限制因素是飞轮转子弯曲临界转速，稳定性以及承受干扰的能力。研究结果表明磁力轴承在PD控制下需引入交叉反馈控制才能保证系统的稳定[3].
国内方面，武汉理工大学队车载飞轮电池做了相关研究[4]。分析车载飞轮电池磁悬浮转子的受力情况，建立了刚性飞轮转子的数学模型，在汽车车身的振动情况下，对脉冲激励和正弦激励进行了实验，分析磁悬浮转子在车载情况下的动力学特性。清华大学的张剀分析了结构模态振动是影响磁悬浮飞轮转子不稳定的主要原因。
磁悬浮动态特性的研究是一个特定的领域，并有着广阔的研究和应用前景[5]。在考虑传感器与磁力轴承非共同安装和陀螺效应的情况下建立磁悬浮飞轮转子的动力学模型，分析磁悬浮飞轮转子的临界转速以及其影响因素，分析其不稳定的主要原因。
三、建立磁悬浮飞轮转子动力学模型[6]
磁悬浮飞轮储能系统是将电能转化为机械能储存在高速旋转的飞轮转子中。通过飞轮速度的升降来实现电能的储存盒释放。飞轮转子是磁悬浮飞轮储能系统中一个极其重要的部件。转子在升速过程中可能会经过刚性或扰性临界转速。我们通常将工作转速低于一阶扰性临界转速的转子称为刚性转子。日本千叶大学NANOMI考虑万向系统后建立车载磁悬浮飞轮系统的动力学模型，计算了刚性飞轮转子的自然频率，最后并用实验验证了模型的正确性。武汉理工大学研究建立了刚性磁悬浮转子的动力学模型，在PID控制下，研究了刚性转子的涡动频率，并讨论了比例系数p，积分系数i，微分系数d对涡动频率的影响[7]。
临界转速是转子系统的共振点。若转子在速度升高的过程中经过临界转速时而不采取合适的处理，则有可能由于转子的振幅过大而导致磁力轴承盒传感器的毁灭性破坏。为了飞轮转子的振幅不至于过大和便于控制。准确地计算出临界转速和振幅是十分必要的。在转子动力学的研究中，预计临界转速是其主要任务之一。而其两类主要计算方法有传递矩阵法和有限元法。传递矩阵法最适合于具有链状结构的多自由度系统。传递矩阵法能方便的考虑陀螺力矩和不平衡力矩的影响，而且矩阵维数不随自由度的增加而增加，程序简单，所需储存单元少，机时短。采用Matlab对飞轮转子的传递矩阵进行编程计算[8]。
四、磁悬浮转子稳定性研究分析
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
