多个磁悬浮轴承支承的转子系统研究

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1、中图分类号：TH133论文编号：102870515-S122学科分类号：080203硕士学位论文多个磁悬浮轴承支承的转子系统研究研究生姓名刘聪学科﹑专业机械设计及理论研究方向机电一体化指导教师徐龙祥教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年四月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonRotorSystemSupported

2、byMulti-magneticBearingsAThesisinMechanicalDesignandTheorybyLiuCongAdvisedbyProf.XuLongxiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApril,2015承诺书本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究

3、成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：摘要现代旋转机械正朝着高速、重载、细长化方向发展。采用多个轴承支承的转子系统在汽轮机、直升机等领域有广泛应用，而对多个磁悬浮轴承支承的转子系统并不多见。采用多个磁悬浮轴承支承的转子，由于支承位置的不对中会造成很大的支承载荷变化。本文将转子离散化后，通过传

4、递矩阵法求得转子在不同支承状态下的标高敏感度矩阵。对比了一根等直径光轴在各个支承载荷相同和支承处弯矩为零这两种标高方式下的支承载荷和转子弯矩，同时比较各个轴承等距支承和不等距支承时，标高敏感度矩阵的变化，并以此设计实验台。在三支承试验台上进行标高敏感度矩阵求解的验证。本文还运用传递矩阵法，将磁悬浮轴承支承等效为支承刚度代入计算各个支承状态下的临界转速和不平衡响应，研究转子的动态特性，并与ansys有限元法进行对比验证。结果显示：在远离各阶临界转速时，随着支承数的增加，转子由于不平衡量造成的不平衡响应振幅逐渐减小。

5、即采用多个支承能有效地减小转子的振动幅度，并在多支承实验中得到验证。采用多个磁悬浮轴承支承的转子会由于加工、安装等问题导致各个支承相对位置有一定的不对中量，本文提出改变悬浮位置，减小各个支承处的悬浮位置的不对中量，从而减小各个支承载荷，并建立状态方程，在simulink模块中进行控制仿真。结果表明此方法可提高系统抗扰动能力，增大转子最大转速。关键词：多个，磁悬浮轴承，不对中，传递矩阵法，标高敏感度，动态特性，控制仿真IAbstractModernrotatingmachineismovinginthedirect

6、ionofhigh-speed,heavyhaul,thindevelopment.Rotorsystemsupportedbymultibearingsiswidelyusedinthefieldssuchassteamturbines,helicopters,buttherarerotorsystemsupportedbymultimagneticbearings.Duetothemisalignmentofthesupportposition,therewouldbeagreatchangeofthebea

7、ringloadinthesystemthatarotorissupportedbymulti-magneticbearings.Afterthediscretizationoftherotor,elevationsensitivitymatrixisgotunderdifferentsupportingconditionusingtransfermatrixmethodinthispaper.Thesupportingloadsandtherotormomentsarecomparedbetweenthetwo

8、conditionsthatthesupportingloadsarethesameandthemomentsofthesupportingpositionarezero.Besides,thechangeoftheelevationsensitivitymatrixisanalyzedwhenthebearingsareassembledequidistantlyand