[DOC] 无轴承开关磁阻电机转子偏心补偿问题研究

[DOC] 无轴承开关磁阻电机转子偏心补偿问题研究 无轴承开关磁阻电机转子偏心补偿问题研 究 科技信息.机械与电子 oSCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2011年第35期 无轴承开关磁阻电机转子偏心补偿问题研究 邓立光 (宁夏水利电力工程学校宁夏银川750004) 【摘要】由于机械不平衡等原因,无论是普通的开关磁阻电机还是无轴承开关磁阻电机都存在转子质量偏心问题,质量的不平衡会导致 磁路的不平衡,这会带来一个很不利的结果,就是电机在高速旋转时转子会产生很大的离心力,产生不平衡振动;同时转子质量的不平衡也会 导致转子磁路磁偏心,根据开关磁阻电机特殊的运行方式,其由于磁偏心而引起的定转子间的不平衡磁吸力是相当大的,尤其是电机在高速运 行时这种现象更加明显. 【关键词】磁阻电机;偏心补偿;不平衡振动;质量偏心;旋转精度;反馈补偿;振动噪音 0引言 离心力以及偏心磁拉力的存在都会使转子的旋转精度变差.同时 作用在定子上的偏心磁拉力还会使机壳产生振动,加大电机的噪声. 普通开关磁阻电机很难有效地解决这一问题.但无轴承开关磁阻电机 中的径向力是主动控制的.因此利用这一优点可以对质量不平衡带来 的不平衡磁拉力进行有效的补偿. 1偏心补偿 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定 1.1偏心补偿的准则 针对偏心补偿,国内外学者已经提出了多种补偿方法,主要有:状 态反馈补偿.凹陷滤波器,自适应前馈补偿,变增益H..鲁棒控制,滑 模控制.状态观测器等根据要消除的是不平衡控制力还是不平衡位 移.这些方法可分为两类: (1)最小作用力准则.亦称不平衡位移补偿.转子旋转时,因转子 质量偏心的存在.位移传感器采集到的转子径向位移信号中除了随机 位移外.还包含与转速同频的正弦位移分量.该正弦位移分量反应了 不平衡振动量的大小.如果在位移信号进入控制器之前,通过滤波等 方法将此正弦位移分量消除掉.使控制器不对正弦振动信号进行控 制.那么转子就可以围绕其惯性主轴旋转而不产生不平衡控制力,这 就是最小作用力准则的原理.但是基于最小作用力准则,由于几何主 轴和惯性主轴不重合.转子和轴颈都会存在涡动,转子的旋转精度将 会变差. (2)最小位移准则亦称不平衡力补偿.是用一个与转子自身的不 平衡振动力大小相等方向相反的补偿力,强行约束转子绕其几何中心 旋转该方法的优点是将转子的涡动半径控制到非常高的精度;缺点 是由于对转子施加周期性作用力.该作用力的反作用力施加在定子轭 和机座上.将引起电机强烈的振动.同时,与转速同频的控制分量将产 生较大的涡流. 1.2补偿方案的确定 对于开关磁阻电机而言,由于是双凸极结构,又是开关式的电源 供电方式.悬浮力的脉动很大,振动和噪声也很大.若采用基于最小位 移准则的补偿方法.固然能够提高转子的旋转精度,但不平衡控制力 的引入将会带来更大的振动和噪声.这与减小振动噪声的控制目的不 符.若采用基于最小作用力准则的补偿方法,控制系统将不产生相应 的不平衡控制力.转子将围绕其惯性主轴旋转.如果控制参数调节得 当.转子也能达到很好的悬浮精度,应用此方法,有望大大降低定子轭 和机座的振动而且无轴承开关磁阻电机具备轴承主动控制系统的优 势.允许轴承与转子间存在较大的间隙,这给转子绕其惯性主轴旋转 实现自动平衡.从而消除不平衡引起基础振动的根源,提供了良好的 条件.因而.从实用性的角度来讲,本章选用基于最小作用力准则和最 小均方算法的自适应凹陷滤波器来实现转子的偏心补偿.目的是消除 位移信号中的与转速同频的周期振动信号.从而减小转子的不平衡振 动的同时降低电机定子的振动.可以这样实现:通过位置传感器的信 号计算得到转子的转速.通过转速大小调节滤波器的滤波频带.在将 位移信号送人控制器之前,滤除掉其中与转速同频的正弦位移分量. 使控制器对该信号不控制.转子围绕其惯性主轴旋转.从而实现偏心 补偿. 1-3基于LMS算法的自适应凹陷滤波器 通常使用陷波滤波器对承载信息的信号造成损害的正弦干扰进 行抑制.以消除干扰.保留有用信号.自适应LMS凹陷滤波器能提供 易于控制的带宽.可以自适应地精确跟踪干扰的频率和相位.当外界 条件发生变化时.仍能保持稳定. 图1为自适应LMS凹陷滤波器的原理图.基本输八d(n)由转子 随机位移信号和偏心导致的与转速同频的振动位移信号叠加组成.参 考输入托是一个与振动位移信号同频的纯正弦波端为参考输入经 过9O度移相后的采样值,通过LMS算法调节加权值,和W,对参考 输入X1和‰进行组合以得到幅值,相位都和振动信号相同的正弦信 号.然后通过负反馈控制使输出信号中与转速同频的干扰信号得以抵 消,以达到陷波的目的. = 图1自适应LMS滤波器原理图 图1中.基本输入可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为: d(nT)=s(nT)+A0Cos(O)0no)(1) 式中:s(nr,)是转子的随机位移信号,』4.是周期振动信号的幅度, 是其角频率,是其相位,T为采样时间. 参考输入可表示为: )-A?【sjcos ( (won n T+~ ))](2) 根据LMS算法,滤波器抽头权值W和W,的更新基于下面式(3) 至式(6) W(k+1)=?()+e()()(3) W(k+1)=:(k)+e():(k)(4) e(n)=d(n)-y(n)(5) y()(k)(+2(k)(k)(6) 图1所示的模型可看作为一个闭环反馈系统,输人为d,输出为 e.令(O)=(0),并利用式(3),(6),可推导出该自适应LMS滤波 器的闭环传递函数为: 日():丁——竺——T(7) 一 2(1A/2)zcosw0+(1—A) 上式是二阶数字陷波器的z变换,其陷波点位于角频率‰处.日() 的零点位于单位圆上的z=e.处.当步长参数较小,即14A/2<<1 时,可求出H(z)的极点位于: 0(1A/2)e(8) 可见,H(z)的两个极点位于单位圆内,这意味着自适应滤波器是 稳定的,从而可应用在实际中,其3dB带宽近似为: BW~1.e,A’rad=p ,A/2~rTHz(9)(下转第198页) 2011年第35期SC?NCE&TECHN0L0GYF0RM_AT10N科技信息 除试样自身在320nm的吸收. 表1抑制邻苯三酚自氧化加样表 Ts—HCL体系终体积 PR(L)H20(L)样品(L)( ?L)(LLL) 咱管502850lo03【x】0 】样管50285010o30o0 清除率按下式进行计算: 清除率s=(A空一A样)/A空x100% 2.2-3番茄红素对邻苯三酚自氧化体系产生0的清除率 番茄红素对邻苯三酚自氧化产生的超氧阴离子的清除率见表2. 结果表明番茄红素对超氧阴离子有很强的抑制作用当番茄红素浓度 为5mg/mL时.清除率达到36.2% 表2番茄红素对0:的清除率 浓度(rag/mE)清除率(%) 1.O5.6 番茄红素2.0203 5.O36.2 3结论 本实验通过各种影响实验因素的考察.验证了从新鲜番茄中分离 提取番茄红素的 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 流程.同时,还对在上述工艺条件下的所得产物 进行了超氧阴离子清除实验.结果表明.番茄红素有很强的超氧阴离 子清除作用,进一步确证了上述工艺的合理性和有效性.结果表明,所 建立的工艺方法稳定可靠,具有很高的推广实用价值. 【参考文献】 『1]祝曙华.农牧产品开发.2001,5:l4—15. [2]周静,等.新疆农垦科技.1992,4:25—29. 13IYenG.C,etalJournaloftheChineseAculturalChemicalSociety1985, l9f31:227—235. 『4]EP0252501AZ(1988).(欧洲专利). f5]凌关庭,等.食品添加剂 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 .北京:化学工业出版社,1989:243—244. [6]蔡俊,邱雁临,淡小兰,等.食品与发酵工业.2000,26(2):50—53 [71DubodelN.P.,eta1.PischchevayaPromyshlennost.Moscow1995,1:16. 81JP7924940(1979).(日本专利). 『9]李玉环,王锋,等食品科学.2002,23(8):146—150 『10]岑宁,王杰,谢继志江苏农学院.1996,17(2):67—69 [11]GavrilovA.S,eta1.AppliedBiochemistryandMicrobiology1996,32(5): 492—494. [12]MinuraY.,eta1.BiotechnologyandBioengineering1998,58(2):306-30 8. f13]张卫强,邓宇.食品工业科技.2002.23(5):6-37. [141孙庆杰,丁霄霖.食品与发酵工业.1998,24(1):3-6. 『15]平田真树.食品之开发.1995.31(3):9-12. (上接第205页)2结束语 尽管对于开关磁阻电机的最早文献记载可追溯到18世纪三十年 代,但对其深入地研究是近三十年才开展起来的.主要原因除了受微 电子,电力电子以及微机控制技术发展的限制外.由于电机本身的双 凸极结构,磁阻性的电磁转矩以及开关性的电源供电等特点造成的转 矩脉动,振动和噪声太大也是开关磁阻电机在一些领域不能推广应用 的主要原因.因此,关于开关磁阻电机振动和噪声的研究成为近些年 很多学者关注的热点问题.? [责任编辑:王洪泽] 【参考文献】 [1]曹建荣,虞烈,谢友柏.磁悬浮电动机的状态反馈线性化控制【lJ1l中国电机工 程,2001,21(9):22—26 [2]年珩,贺益康.感应型无轴承电机磁悬浮力解析模型及其反馈控制【J1l中国电 机工程,2003,23(11):139—144. 作者简介:邓立光(1985一),男,宁夏银川人,毕业于天津工程师范学院电 气自动化专业,现主要从事机电工程教学与科研方面的工作. (上接第206页)4更换调试后的效果 通过我们学校数控车床同步带更换好后调试.开机回零.无提示 出错;经试车,加工的工件与编程工件无形状误差:工件X轴方向的 尺寸精度与编程尺寸正确;操作x轴方向快速移动时.听到步进电机 或伺服电机是正常工作的声音,无不正常噪音.中滑板与刀架无间歇 进给或停止进给.对机床加工性能,加工精度和加工效率等方面有了 极大的改善,同时也给予我们在技术与经验方面得到了较大的提升. 达到预期效果 5注意事项 5.1因为数控车床属于精度较高的自动化设备.所以要求在拆卸和 安装时.都要特别注意传动零部件的位置.同步带传动中,两带轮轴线 的平行度要求比较高.否则同步带在工作时会产生跑偏.甚至跳出带 轮如果电机的轴线位置与滚珠丝杠螺母副的轴线发生倾斜形成角 度.如图3.或者电机的位置移动了一定的距离L,如图4,都会对同步 带的寿命带来影响,或者影响到工件的尺寸精度. 5,2调试机床轴的反向间隙时.应该多次调试,并往反方向重复步骤 198 图3 伺鹰电机 [责任编辑:王静] 图4 I和步骤2,确定最终值.将间隙减到最小,从而提高精度. 柯艘电牟l 【参考文献】 [1]吴宗泽.机械设计师手册.机械工业出版社,1992. [2]国家职业资格培训 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 编审委员会,编,韩鸿鸾,主编.数控车床:技师,高级 技师机械工业出版社.2008. [3]王刚.数控机床调试,使用与维护化工工业出版社,2006. [责任编辑:王洪泽]