超導磁浮軸承轉子系統動態特性研究

《超導磁浮軸承轉子系統動態特性研究》是依託中國科學院電工研究所，由崔春艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超導磁浮軸承轉子系統動態特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：崔春艷
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

利用超導體的邁斯納效應可以實現穩定的超導磁浮支承，廣泛套用於定位導航、大地參數測量、重力測量、科學試驗等軍用和民用領域內各種高精度精密儀器的研製。本項目針對超導磁懸浮球支承腔內超導球轉子懸浮旋轉穩定性的關鍵問題，研究超導磁支承球形轉子系統的機電耦合動力學模型建立、系統臨界轉速和固有頻率的計算方法；在動力學模型的基礎上分析超導轉子質量偏心引起的轉子不平衡振動的一般規律，提出減小和抑制不平衡振動的途徑和方法，解決超導轉子的失穩問題。本項目是一個集超導電工學、電磁學、機械動力學、電子技術及控制理論等多學科交叉的研究課題，為超導磁懸浮精密儀器在軍用和民用領域的套用和發展奠定理論和技術基礎。

結題摘要

本項目針對超導磁懸浮轉子穩定運行的關鍵問題，分析了超導轉子在超導磁懸浮支承作用下的受力情況和運動特性，在此基礎上建立了超導轉子的運動學方程；研究了磁懸浮支承控制系統作用下轉子系統的電學參數特性，建立了超導轉子的電學微分方程；將超導轉子的運動學微分方程和電學微分方程結合考慮，建立了超導磁懸浮支承球形轉子系統的機電耦合動力學模型；計算分析了模型中的超導磁支承參數，即磁剛度和磁阻尼特性；仿真分析了控制器參數對超導磁支承特性的影響；在轉子動力學模型的基礎上，計算了超導轉子的臨界轉速，及臨界轉速與支承剛度的關係，並與實驗結果進行了比較，基本吻合；提出了變支承剛度的主動控制方法，通過改變轉子的支承剛度，達到避開系統的共振區域，實現平穩加速的目的；採用強度補償式光纖位移感測器進行超導轉子的位移檢測，得到轉子的不平衡振動信號。 本項目按照研究計畫完成了相關研究工作，達到了預期的目標。已經發表論文6篇，發明專利授權1項，受理3項。