Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative magnetic analysis of I-type actuator based active magnetic bearing system

Debnath Sukanta, Biswas Pabitra Kumar

Journal of Power Technologies

|

2020

|

Vol. 100, nr 3

211--222

EN

We investigated the performance of designed single coil and multi-coil actuators for the Active Magnetic Bearing (AMB) system. The attractive force differs depending on the structure and actuator design. The behavior and characteristics of particular actuators differ too. Ansys Maxwell was used to perform magnetic analyses of flux, flux density, field strength, force profile and inductance profile in 2D, and magnetic flux density, field strength, current density and inductance profile in 3D. These analyses were performed for the 10 mm air gap between the actuator and rotor for single, two, three and four coils and all the parameters were compared. The quantities were compared to provide insight into the behavior of single and multi-coil actuators.

2

Analysis, simulation and hardware implementation of singles witch power amplifier for Active Magnetic Bearing (AMB) system

Debnath Sukanta, Biswas Pabitra Kumar, Laldingliana Jonathan

Journal of Power Technologies

|

2020

|

Vol. 100, nr 4

308--314

EN

Active Magnetic Bearing is the advancement of habitual technology and is used to increase the rotational speed. AMB isusing power electronics drives, which is the key features of this technology. In this paper, a simple and cheap converter with reduced switch is simulated and implemented in hardware for the validation of simulation result is presented. The principle of the active magnetic bearing and power amplifier is introducedand the generation of pulse is also described. Then, result of simulation and hardware output is compared. Based on the output of hardware setup simulation result is validated. With the help of this amplifier cheapest and better control for active magnetic bearing can be achieved.

3

Procedury diagnostyczne dla układu wirującego z aktywnym łożyskiem magnetycznym

Gizelska M., Kozanecka D., Kozanecki Z.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 1

66--69

PL

W pracy przedstawiono koncepcję i wybrane procedury specjalistycznego oprogramowania przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii informatycznych dla systemu diagnostycznego dedykowanego układom wirującym maszyn z aktywnym łożyskiem magnetycznym. Jest on wykorzystywany w czasie normalnej eksploatacji maszyny, co pozwala na zwiększenie jej niezawodności.

EN

The paper presents possibilities and current trends in the advanced diagnosis of rotating machine systems with active magnetic suspension. The diagnostic systems designed for this type of unconventional rotating systems have their own specificities, which distinguish them from classical ones. The proposed procedures of the specialized diagnostic software dedicated to rotating systems with an active magnetic bearing allow for automatic execution of measurements, their analysis, and generation of information for an operator about the state of the machine in different phases of the machine work in real-time. It is very important from the viewpoint of the safe operation and the increased reliability of this type of unconventional solutions of rotating machine systems. An important feature of the designed diagnostic system is an open architecture that allows for modifications and extension of the number of the analyzed parameters. The constructed laboratory test stands, where the diagnostic tests were performed, have practical application in industrial machines: to control the vibration of a long flexible shaft of the industrial machinery by an additional magnetic support - safe crossing of the critical frequency, in the exploitation of an active magnetic support as a damper - the drive transmission system for the rear rotor of the helicopter.

4

Układ redukcji drgań z zastosowaniem technologii zawieszeń magnetycznych

Spychała J., Żokowski M., Majewski P

Journal of KONBiN

|

2013

|

No. 3-4 (27-28)

31--42

PL

W artykule przedstawiono rozważania, dotyczące budowy układu redukcji drgań z zastosowaniem technologii zawieszeń magnetycznych. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, numerycznych i eksperymentalnych samołożyskującego się silnika elektrycznego, dla którego z sukcesem zastosowano tego typu rozwiązanie. Pozytywne wyniki badań i testów stały się podstawą do opracowania koncepcji budowy tego typu układu aktywnej redukcji drgań, pełniącego zarazem funkcję podpory dla obiektu technicznego, jakim jest silnik odrzutowy. Defekty łożysk objawiają się ubytkiem lub zniekształceniem ich masy, co w konsekwencji prowadzi do całkowitego zniszczenia łożyska tocznego, a co za tym idzie przekłada się na bezpieczeństwo. W artykule zostanie przedstawiona koncepcja budowy zespołu aktywnego zawieszenia magnetycznego w celu eliminacji z układu łożyskowania klasycznego łożyska tocznego i zastąpienie go łożyskiem magnetycznym.

EN

The article presents considerations concerning the construction of vibration reduction system using magnetic suspension technology. Presents the results of simulation, numerical and experimental the bearing less electric motor, for which successfully used this type of solution. Positive results of research and testing have become the basis for the development of the concept of building this type of active vibration reduction system , at the same time acting as a support for a technical object, which is a jet engine. Bearing failures are manifested by loss or distortion of their mass, which leads to a total destruction of the roller bearing, and thus reflected in the security. The article presents the concept of building active magnetic suspension to eliminate the bearing system of classical rolling bearing and replace it with magnetic bearing

5

Wpływ kształtu zębów stojana siłownika łożyska magnetycznego na jego parametry elektromagnetyczne

Tomczuk B., Wajnert D.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2012

|

Vol. 66, nr 32, t. 2

218-223

PL

W pracy przedstawiono analizę wpływu rozpiętości kątowej zębów stojana na parametry elektromagnetyczne promieniowego 8-biegunowego siłownika łożyska magnetycznego. W pracy analizowano parametry takie jak sztywność prądowa oraz sztywność przemieszczeniowa. Dodatkowo, zaproponowano kryteria oceny charakterystyk sztywności prądowej oraz przemieszczeniowej, które pozwalają określić optymalne parametry konstrukcyjne. Badania symulacyjne wykonano w oparciu model polowy siłownika dla którego rozwiązywano zagadnienie brzegowe metodą elementów skończonych. Na podstawie uzyskanego rozkładu pola magnetycznego wyznaczono siłę magnetyczną działającą na wał siłownika. Zastosowano metodę całkowania wektora naprężeń Maxwella.

EN

The paper presents the analysis of the stator teeth geometry impact on the parameters of the 8-pole radial magnetic bearing. In this work, such parameters as current and position stiffnesses, have been analyzed. Additionally, we propose criteria for the evaluating the characteristics of the stiffnesses, which allow to determine the optimum of the designing parameters. The research have been performed with modelling the magnetic bearing actuator boundary problem using the finite element method. Magnetic force acting on the actuator shaft has been calculated using the magnetic field distribution knowledge using Maxwell stress tensor method.

6

Energy Saving Robust Control of Active Magnetic Bearings in Flywheel

Mystkowski A.

Acta Mechanica et Automatica

|

2012

|

Vol. 6, no. 3

72-75

EN

The paper reports on the investigation and development of the flywheel device as a energy storage system (FESS). The FESS is designed to operate in a vacuum and is supported on a low energy controlled active magnetic bearings (AMBs). The goal was to design and experimentally test the self integrated flywheel conception with a smart control of the flywheel rotor magnetic suspension. The low power control approach, with the reduced bias current, of the flywheel active magnetic bearings is used. The weighting functions are designed in order to meet robust control conditions. The laboratory investigations of the flywheel with high gyroscopic effect operated at low speed met the control and energy performances requirements.

7

Modelling of control system for an active magnetic bearing

Tomczuk B., Wajnert D., Zimon J.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2011

|

Z. 252

119-131

EN

Active Magnetic Bearing (AMB) supports a rotor by magnetic attractive forces, without any mechanical contact. The paper presents a field-circuit model of an active magnetic bearing including its control loop. The basic parameters of the active magnetic system has been obtained from a FEM analysis of an magnetic bearing actuator. The position control system is based on operation of the local conventional PID controller, which has been widely used in industrial applications of the active magnetic bearing systems. The parameters of the controller have been obtained with the use of the root locus method. The obtained simulation and experimental results are compared in case of lifting the rotor.

PL

Aktywne łożysko magnetyczne podtrzymuje wirnik magnetycznymi siłami przyciągania, bez kontaktu mechanicznego. Przedstawiono model obwodów magnetycznych aktywnego łożyska magnetycznego włącznie z jego pętla sterowania. Podstawowe parametry aktywnego układu magnetycznego otrzymano z analizy FEM (metoda elementów skończonych) aktuatora łożyska magnetycznego. System sterowania położeniem oparty jest na działaniu lokalnego konwencjonalnego sterownika PID, który był szeroko stosowany w przemysłowych zastosowaniach systemów z aktywnymi łożyskami magnetycznymi. Parametry sterownika otrzymano metodą miejsca geometrycznego pierwiastków (równania charakterystycznego układu). Otrzymana symulacja i wyniki doświadczalne są porównane dla przypadku lewitacji wirnika.

8

Systemy aktywnej lewitacji magnetycznej

Piłat A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2011

|

R. 15, nr 12

146-149

PL

Systemy aktywnej lewitacji stanowią nowoczesne rozwiązanie technologiczne umożliwiające bezkontaktowe unoszenie elementów ferromagnetycznych. Prowadzone systematycznie badania doprowadziły do opracowania metod projektowania, prototypowania, syntezy sterowania, modelowania, symulacji, uruchamiania i badania konstruowanych prototypów. Niniejsze opracowanie ilustruje wybrane zagadnienia dotyczące tej technologii.

EN

Active magnetic levitation systems are modern devices that allows to perform operation of may machines without physical contact. The systematically realized research lead to custom methods in the prototyping, manufacturing, identification and control fields. This paper presents selected results of the realized research.

9

Wpływ połączeń uzwojeń biegunów w aktywnym łożysku magnetycznym na jego parametry elektromagnetyczne

Tomczuk B., Zimon J., Wajnert D.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2011

|

Nr 5(93)

65-69

EN

In this work we compared the results of analyses for two kinds of coil connection in active magnetic bearing (AMB). The magnetic flux of each magnetic poles of AMB is determined. Differences between the current and displacement stiffness for both coil configurations of the AMB are shown. Verification of the numerical model was executed by measurement of the coil inductance and the magnetic force acted on AMB shaft. A good agreement between results of numerical analysis and measurement verification has been achieved.

10

Porównanie analizy pola w przestrzeni 2D i 3D w aktywnym łożysku magnetycznym

Tomczuk B., Wajnert D.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2010

|

Z. 248

61-73

PL

W pracy przedstawiono 2-wymiarową (2D) oraz 3-wymiarową (3D) analizę pola magnetycznego w aktywnym łożysku magnetycznym. Podjęto próbę porównania wyników obliczeń składowych indukcji magnetycznej dla obu modeli. Zanalizowano wpływ siatki dyskretyzacyjnej na wynik obliczeń parametrów całkowych pola w modelu 3D. Porównano czasy obliczeń dla poszczególnych zagęszczeń siatki modelu trójwymiarowego.

EN

This paper presents the calculation results of an active magnetic bearing with using 2D and 3D FEM method. The basic equations for finite element analysis in two-dimensional and three-dimensional modeling has been presented. For the three-dimensional analysis of the magnetic field we investigated the impact of mesh density on the calculation result of integral parameters of the field. The article underlines the differences in calculation of the field integral parameters for an active magnetic bearing with using the 2D and 3D models.

11

Determination of steady-state response of active controlled rotor system with fatigue crack

Ferfecki P., Poruba Z., Ondrouch J.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2008

|

z. 7

23--28

EN

The influence of feedback control of radial active magnetic bearing (AMB) on steady-state component response of rotor system with the shaft damaged by fatigue crack by numerical simulations is examined in this contribution. It was found out that in case of assumed conditions is the influence of the controller’s parameters on the response on excitation by centrifugal forces not significant. More significant torsion response is excited in case of rotor with slant oriented crack to the direction on rotation axis.

CS

V příspěvku je pomocí numerických simulací zkoumán vliv zpětnovazebního řízení radiálních aktivních magnetických ložisek na ustálenou složku odezvy rotorové soustavy s hřídelem poškozeným únavovou trhlinou. Zjistilo se, že za zkoumaných podmínek je vliv změn parametrů regulátoru aktivních magnetických ložisek na odezvu na buzení odstředivými silami nevýznamný. Ukázalo se, že výraznější torzní odezva se vybudí u rotoru se šikmo než příčně orientovanou trhlinou k ose rotace.

12

Wykorzystanie technologii FPGA w Katedrze Automatyki AGH do badań nad sterowaniem układami MagLev

Piłat A., Piątek P.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2008

|

T. 12, z. 2

235-245

PL

Aktywne systemy magnetycznej lewitacji (MagLev) stanowią przykład urządzeń o programowalnych własnościach dynamicznych. Zastosowanie technologii FPGA do zadań kontrolno-pomiarowych umożliwiło opracowanie indywidualnych rozwiązań sprzętowo-programowych zwiększających jakość i wydajność pracy systemu sterowania. Na dzień dzisiejszy układy te są wykorzystywane nie tylko do odciążenia warstwy programowej i przeniesienia zadań do warstwy sprzętowej, lecz również do realizacji zadań regulacji cyfrowej. Zwiększająca się pojemność tych układów pozwala stwierdzić, że możliwe będzie zrealizowanie dedykowanych programowalnych sterowników sprzętowych. Aktualne badania są zorientowane na metody i narzędzia umożliwiające implementację złożonych algorytmów sterowania w układach rekonfigurowalnych.

EN

The Active Magnetic Levitation systems (MagLev) represents the programmable dynamics devices. The application of FPGA technology to measurement and control tasks allowed to develop individual hardware-software solutions that increases quality and performance of the control system. Nowadays these tools also used for control purposes. The increasing FPGA capacity, shows that it will be possible to realize dedicated and programmable hardware controllers. Current research is oriented to methods and tools that will allow too implement in FPGA complex control algorithms.

13

Dynamic properties of the rotor system supported by radial active magnetic bearings

Ferfecki P., Poruba Z., Ondrouch J.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2007

|

z. 6

41--46

EN

The contribution deals with the research of the lateral vibration of rotor system supported by radial active magnetic bearing (AMB) controlled by current PD controller on the base of Campbell’s diagram, eigenshapes of vibration, vibration responses, diagrams of stability of steady-state excited by imbalance forces and frequency spectra. For determination of the steady-state component of rotor system response on excitation by centrifugal forces of rotating parts the method of trigonometric collocation was used.

CS

V predlozenem prispevku je pricne kmitani rotorove soustavy ulozene v radialnich aktivnich magnetickych loziskach rizenych s proudovym PD regulatorem zkoumano na zaklade Campbellova diagramu, vlastnich tvaru kmitani, rezonacnich krivek, diagramu stability ustaleneho vynuceneho kmitani a frekvencnich spekter. K vypoctu ustalene slozky odezvy rotorove soustavy na buzeni odstredivymi silami rotujicich casti je pouzita metoda trigonometricke kolokace.

14

Sterowanie ślizgowe aktywnego łożyska magnetycznego

Gosiewski Z., Żokowski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2006

|

Z. 13

57-70

PL

W artykule przedstawiono metodę projektowania sterowania ślizgowego typu przekaźnikowego - dwustanowego (ang. bang-bang) dla jednej osi siłownika łożyska magnetycznego. Omówiono metodę płaszczyzny fazowej, z której korzysta się przy projektowaniu sterowania ślizgowego (użyto dwóch płaszczyzn przełączających opisanych odpowiednimi funkcjami . Dwa elektromagnesy siłownika zasilane są stałym napięciem poprzez przełączanie napięcia pomiędzy jego dodatnią a ujemną wartością. Dla pojedynczej osi aktywnego łożyska magnetycznego przedstawiono teorię sterowania ślizgowego i jego implementację matematyczną dla układu wirnik-łożysko magnetyczne.

EN

The methodology of sliding mode control design for active magnetic bearings is presented in the paper. The phase plane method with using of two switching planes (described by functions s1(x), s2(x)) is shown. The sliding motion is realized in the state subspace, when s1(x) s2(x)>0 or =0. Two opposite electromagnets are supplied by constant voltage with switching between the positive and negative values of the voltage. For the rotor-bearing system shown in the below Figure the complete theory of bang-bang control is developed.

15

Porównanie metod linearyzacji i sterowania liniowo-kwadratowego dla aktywnego łożyska magnetycznego

Piłat A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2006

|

Z. 13

153-173

PL

Artykuł przedstawia elementy sprzętowe i programowe wykorzystywane do sterowania systemem laboratoryjnym. Dwa promieniowe aktywne łożyska magnetyczne są sterowane w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu komunikującego się z systemem za pomocą dedykowanej karty kontrolno-pomiarowej zawierającej rekonfigurowalny układ FPGA z zaimplementowaną logiką użytkownika. Opracowane i uruchomione lokalne liniowo-kwadratowe algorytmy sterowania są porównywane. Oba rodzaje regulatorów zostały opracowane niezależnie dla każdej osi łożyska. Model liniowy będący podstawą syntezy regulatorów został otrzymany dwoma metodami. W zależności od sposobu linearyzacji przy syntezie regulatorów otrzymano całkowicie różne rozwiązania. Linearyzacja w sensie Lapunowa skutkuje znacznym uproszczeniem nieliniowej charakterystyki siły elektromagnetycznej. W skutek tego opracowany regulator działa poprawnie w wąskim obszarze wokół wybranego punktu stabilizacji. Linearyzujące sprzężenie zwrotne pozwala otrzymać jeden zestaw parametrów regulatora dla wielu punktów stabilizacji w osi łożyska. Metoda ta jest jednak bardzo wrażliwa na niezgodności modelu i obiektu. Zaproponowane regulatory zostały zaprojektowane i uruchomione na systemie laboratoryjnym. W zakończeniu przedstawione wyniki badań oraz możliwe praktyczne zastosowania.

EN

The architecture of the laboratory test-rig hardware and software components is presented. Two radial active magnetic bearings are controlled by the algorithm running in the real-time software and communicating with the hardware via dedicated FPGA based I/O board with implemented custom logic. The local LQ type controllers applied to active magnetic bearings are compared. Both controllers are designed for every bearing axis separately using two linearization methods. The choice of the linearization method affects in totally different control law. The Lyapunov linearization strongly simplifies the nonlinear electromagnetic force characteristics. Thus the designed controller operates in a small region around the selected operating point. The feedback linearization method allows to obtain only one set of controller parameters valid for many operating points in the considered axis but is very sensitive on model mismatches. Both controllers were designed and applied in the experimental setup. Plots, quality criterion values are presented and discussed. Practical application features are pointed out.

16

Sliding mode control for active magnetic bearing system

Gosiewski Z., Żokowski M.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2005

|

Vol. 24, no. 2

68-72

EN

Sliding mode control of a single-axis type bang-bang megnetic bearing actuator is reported in this paper. The two electromagnets are driven by switching between a positive and a negative constant voltage. Sliding mode control using these switching surfaces in turn is shown to be possible. The sliding mode turns out to take place in a subregion of state space defined by s1(x)s2(x) lessim 0 rather than on a surface defined by s(x) = 0 as in most standard cases.

PL

Praca przedstawia ideę sterowania ślizgowego jednoosiowego siłownika aktywnego łożyska magnetycznego z symulowanym sterowaniem typu przekaźnikowego (bang-bang). Dwa elektromagnesy zasilane są poprzez przełączanie z dużą częstotliwością na przemian ujemnym i dodatnim napięciem stałym. Sterowanie ślizgowe opiera się na płaszczyźnie fazowej, która charakteryzuje fazę ruchu symulowanego (badanego) układu. Ruch ślizgowy odbywa się w obszarze płaszczyzny fazowej zdefiniowanej jajo s1(x) . s2(x) lessim 0, a nie jak w większości przypadków, gdzie płaszczyzna fazowa jest zdefiniowana w następujący sposób: s(x) = 0.

17

Comparison of Linear Control Methods for an AMB System

Grega W., Piłat A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2005

|

Vol. 15, no 2

245-255

EN

The contactless nature of active magnetic bearings brings about many advantages over the conventional bearing while industrial real-time applications are often limited by the significant complexity of control algorithms. This paper presents the application of an LQ controller to an active magnetic bearing system (AMB). Two control strategies are presented and compared: local and global. In the first case the rotor is modelled as two separated masses located at the bearing. In the second case rotor stabilization is considered globally as a problem of the rotating rigid body suspended in a magnetic field. The second approach is especially important for high-speed rotating machines. The control performance of both algorithms was analysed using an experimental AMB laboratory system.

18

FEMLab Software Applied to Active Magnetic Bearing Analysis

Piłat A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2004

|

Vol. 14, no 4

497-501

EN

This paper presents how the FEMLab package can be used to perform the magnetic field analysis in the Active Magnetic Bearing (AMB). The AMB is an integral part of the industrial rotational machine laboratory model. The electromagnetic field distribution and density analysis allow verifying the designed AMB and the influence of the shaft and coil current changes on the bearing parameters.

19

Model matematyczny ruchu wirnika w aktywnych łożyskach magnetycznych

Fligiel M.

Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 85, nr 25

123-128

PL

W artykule rozpatruje się budowę modelu matematycznego wirnika o sześciu stopniach swobody. Rozważa się wpływ oddziaływania sił magnetycznych w układzie sterowania prądowego na ruch wirnika. Układ wykonawczy łożyska magnetycznego i wirnik rozpatruje się jako układ sprężysto-tłumiący z wynikającą z tego implikacją prawa sterowania. W modelu zakłada się zakłócenia ruchu wirnika wywołane niedokładnościami technologicznego wykonania.

EN

The article looks at the building of a mathematical model of a rotor, which has six degrees of freedom. The factor considered here, is the influence of the reaction of magnetic forces in the electrical control system operating the motion of the rotor. The system of which the magnetic bearing and rotor is comprised is viewed as a process of elasticity and dampening with its resulting implication on the law of steering. In the model, it is assumed that there will be disturbances in the function of the rotor owing to the technical imperfections in its execution.

20

Wpływ geometrii na drgania wirnika w łożysku magnetycznym w ruchu ustalonym

Fligiel M.

Vibrations in Physical Systems

|

2000

|

Vol. 19

120--121