Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 16

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  magnetic bearings
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
A cybernetic technology of mechatronic design of active magnetic bearings systems (AMB) originated from theory of systems is suggested in the paper. Traditional models of artificial intelligence and mathematics do not allow describing mechatronic systems being designed on all its levels in one common formal basis. They do not describe the systems structure (the set of dynamic subsystems with their interactions), their control units, and do not treat them as dynamic objects operating in some environment. They do not describe the environment structure either. Therefore, the coordination technology of hierarchical systems has been chosen as a theoretical means for realization of design and control. The theoretical basis of the given coordination technology is briefly considered. An example of technology realization in conceptual and detailed design of AMB system is also presented.
EN
Magnetic bearings are used in several applications, but they didn’t succeed in the machine tool industry, due basically to their low damping, with its associated low chatter free cutting capacity. This work shows the development of a high speed milling spindle supported on magnetic bearings with high chatter resistance. That is achieved by using control strategies which add damping to the bearings. Excitation by means of the magnetic bearings is used to identify its dynamic behaviour and to optimize the damping parameters. Finally the results of the industrial validation are presented; showing an increase of six times in the cutting capacity.
PL
W artykule opisano zalety sprężarek promieniowych ze szczególnym uwzględnieniem sprężarek z łożyskiem magnetycznym. Przedstawiono działanie łożysk magnetycznych i problemy związane z chłodzeniem silnika i systemów sterowania. Ponadto zwrócono uwagę na możliwość zwiększania sprawności przez zastosowanie ekonomizera oraz zalety wynikające z hezolejowego działania sprężarek. Omówiono zakres temperatury działania, tj. temperatury parowania i skraplania. Przedstawiono schematy równoległego łącznia sprężarek stosowanego dość często w agregatach do chłodzenia cieczy.
EN
In this article the advantages of radial compressors with special emphasis on compressors with magnetic bearings ware elaborated. The operation of the magnetic bearing problems with cooling and control systems was illustrated. Futhermore special attention was paid to the possibility of increasing the efficiency of the use of the economizer and the advantages of oil-free compressor operation. Range of diagrams of parallel interconnectirity of compressors used quite often in chillers for cooling liquid ware presented.
PL
Niniejsze opracowanie przedstawia aktywne łożysko magnetyczne o trzech siłownikach oraz badania eksperymentalne regulatora od stanu mające na celu diagnozę wartości współczynnika sprężystości i tłumienia. Prowadzona dyskusja na temat aktywnego łożyska magnetycznego ilustruje zagadnienia związane z programowaniem tego szczególnego układu wykonawczego automatyki.
EN
This elaboration presents the active magnetic bearing composed of tree electromagnetic actuators. The experimental investigation of the state-feedback controller focused on the mechanical properties like stiffness and damping coefficients is given. The discussion on active magnetic bearing as modern execution unit for automatics illustrates topics related to the programmable features of such devices.
EN
In industrialized countries cardiovascular diseases are the major cause of death. The last clinical therapy option for some patients, suffering from terminal heart diseases, is donor heart transplantation. As the available number of donor organs is decreasing, many patients die while waiting for a transplant. For this reason Ventricular Assist Devices (VADs), which can mechanically support the human heart to achieve a sufficient perfusion of the body, are under development. For an implantable VAD, design constraints have to be deduced from the physiological conditions in the human body. In case of a VAD drive, these constraints are for example dimensions, electric losses, which might result in an overheating of blood, and a long durability. Therefore a hybrid permanent magnet hydrodynamic bearing is designed in this paper, which works passively and contactless. Based on Finite Element simulations of magnetic fields, various permanent magnet topologies are studied in terms of axial forces and stiffness.
PL
W pracy przedstawiono obliczenia siły oraz indukcyjności dla dwóch typów aktuatorów o ruchu liniowym. Pierwszym analizowanym obiektem był silnik liniowy tubowy z magnesami trwałymi (PMTLM), natomiast drugim aktywne łożysko magnetyczne (AMB). W celu obliczenia rozkładu pola magnetycznego wykorzystano metodę elementów skończonych. W przypadku silnika liniowego wykorzystano metodę magnetycznego potencjału wektorowego, natomiast w przypadku łożyska metodę T-?.
EN
Calculations of force and inductance for two types of linear motion actuators have been presented in the work. The first object was a permanent magnet tubular linear motor (PMTLM), and the second one was an active magnetic bearing (AMB). In order to calculate the magnetic field distribution, the finite element method has been used. For the linear motor the magnetic vector potential method has been used, and in case of a magnetic bearing the T-? method has been implemented.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań układu sterowania łożyskami magnetycznymi dla zasobnika energii kinetycznej z wykorzystaniem regulatora MU. Zalety łożyskowania magnetycznego zostały wykorzystane w wysokoobrotowej maszynie wirnikowej. Zaprezentowano proces projektowania regulatora odpornego obejmujący modelowanie niepewności obiektu sterowania, uwzględnienie nieliniowości, dobór optymalnych funkcji wagowych oraz redukcję rzędu modelu regulatora. Zaprojektowano regulator odporny, dla którego kryterium optymalizacji opisuje norma ||μ||≤1. Wyznaczono model wirnika metodę elementów skończonych. Przeprowadzono analizę modalną modelu wirnika oraz analizę jego prędkości krytycznych. Wykonano badania symulacyjne zaprojektowanych praw sterowania dla szerokiego zakresu prędkości obrotowych wirnika. Głównym celem artykułu były badania eksperymentalne układu łożysk magnetycznych dla zasobnika energii kinetycznej. W tym celu zbudowano stanowisko laboratoryjne umożliwiające badania dynamiki zawieszenia magnetycznego wirnika w zakresie prędkości obrotowej do 24 000 obr/min. Zaprojektowane prawa regulacji zostały zaimplementowane i zweryfikowane eksperymentalnie. Badania eksperymentalne wykazały, że zamknięty układ sterowania jest stabilny i zapewnia odpowiednią sztywność łożyskowanego wirnika oraz cechuje się niewrażliwością na zmiany obiektu oraz wymuszenia wewnętrzne i zewnętrzne.
EN
In the paper the optimal robust controller based on μ-synthesis is applied to control of active control bearings (AMB) for a high speed Flywheel. A design methodology of robust controllers is presented with considering of uncertainties, nonlinearities, selection of optimal weighting functions and control law reduction. The controllers synthesized for the augmented plant model which meet analysis objectives (μ ≤ 1.0) will stabilize the actual plant and meet specified performance objectives. The MES-model of the rotor is investigated and modal analysis is performed due to critical speeds. The simulation results are performed and all μ-synthesized controllers developed in this study were stable over the operating range. The main goal of the paper is the experimental evaluation of the controlled magnetic bearings performances for Flywheel application. For this purpose the laboratory stand with the high speed rotor (24 000 rpm) supported magnetically was built. The dynamical behavior of the closed-loops systems in wide range of rotation speeds was performed. The stable operation, good stiffness of the rotor and robust performances of the closed-loop systems were reached.
8
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych dotyczących sterowania H∞ i H2 drganiami nieobracającego się wirnika w łożysku homopolarnym. Obiektem sterowania jest masa zawieszona w polu magnetycznym łożyska homopolarnego (łożyska z magnesami trwałymi) posiadająca dwa stopnie swobody. Dla tak zdefiniowanego obiektu zaprojektowano regulatory odporne H∞ i H2. Prawa sterowania zrealizowano za pomocą procesora sygnałowego czasu rzeczywistego DSP. Następnie przeanalizowano stany przejściowe układu sterowania zawieszeniem magnetycznym. Analiza dotyczyła stabilizacji wirnika w wypadku występowania zakłócenia położenia wirnika oraz w wypadku procesu włączenia łożyska do pracy.
EN
Simulation and experimental results of optimal (H∞ and H2) robust control of the non-rotating rotor supported in homopolar magnetic bearing are described in the paper. A mass supported in magnetic field of homopolar bearing (bearing with permanent magnets) is a control plant. The supported mass has two degrees of freedom. For the defined plant the robust controllers H∞ and H2 were designed. The digital signal processor was used to realize the control laws. Next, the dynamical states of magnetic suspension system were analyzed. The stabilization of rotor in case of control disturbances and start process of magnetic suspension are the main problems considered in the paper.
PL
Podano wyniki obliczeń siły elektromagnetycznej dla silnika liniowego oraz łożyska magnetycznego. Przedstawiono geometrie konstrukcji obu obiektów oraz weryfikację pomiarową obliczeń. Wyniki obliczeń są zgodne z wynikami pomiarów.
EN
The calculation results of the electromagnetic force for a linear motor and magnetic bearing have been given. The geometries of the two objects, and measurements verification of the calculations have been presented. The calculation results are in good agreement with the measurement ones.
EN
Identification of physical parameters of unstable system, as magnetic bearing is, is an important problem, for example in the design of its diagnostic system. Most of the identification methods are applied for stable systems, without requiring feedback terms for identification purpose. However, for identification of marginally stable or unstable systems, feedback control is required to ensure the overall system stability. In many cases, a system, although stable, may be operated in the closed-loop, and it is impossible to remove the existing feedback controller for security or for production reasons. In diagnostic systems, there are usually observed trends in changes of physical parameters (e.g., mass, resistance, inductance, and so on). The physical realization is one of the possible system realizations. For any dynamic system, although Markov system parameters are unique, the realized state-space model is not unique. If one needs to compare the identified state-space model with the analytical model, both models have to be in the same coordinates. An identification method of the state-space model resulting from the physics laws is presented in the paper. The method is a modification of the OKID method and it works exactly in the case when the sum of the input number and output number eguals to the dimension of the state vector. There is no always possibility to measure the state vector, so for identification, it is estimated by deadbeat state observer. On the base of the reconstructed model it is possible to extract ARX model of observer/controller. This model is used to obtain the physical state-space model of the open-loop system for voltage controlled magnetic bearings. As a plant we consider a rigid rotor supported by magnetic bearings. The described method in easy way let us to identify physical parameters (e.g., mass, resistance, inductance, and so on) of the plant, which could be used in diagnostic system.
PL
Identyfikacja parametrów fizycznych obiektów niestabilnych, jakimi są łożyska magnetyczne, jest ważnym problemem, na przykład przy projektowaniu systemu diagnostycznego. Większość istniejących metod identyfikacji systemu jest wystarczająca dla systemów stabilnych bez tworzenia sprzężenia zwrotnego dla potrzeb identyfikacji. Jakkolwiek, do identyfikacji warunkowo stabilnych i niestabilnych systemów sprzężenie zwrotne jest potrzebne do zapewnienia systemowi stabilności. W wielu przypadkach, pomimo iż system jest stabilny, pracuje on w układzie zamkniętym i niemożliwe jest otwarcie pętli ze względów bezpieczeństwa lub ograniczeń produkcyjnych. Przy diagnozowaniu zazwyczaj są obserwowane trendy w zmianach parametrów fizycznych (np. masy, rezystancji, indukcyjności, itp.). Realizacja fizyczna jest jedną z możliwych realizacji. Dla dowolnego systemu dynamicznego, mimo że parametry systemu Markova są niepowtarzalne, realizacji w przestrzeni stanu jest wiele. Jeśli chcemy porównać zidentyfikowany model w przestrzeni stanu z modelem analitycznym, wystarczy, aby oba modele miały te same współrzędne. W literaturze opisywane są dwa specyficzne przypadki, w których jest możliwe otrzymanie modelu fizycznego przestrzeni stanu na podstawie sygnałów wejścia-wyjścia. W niniejszym artykule zaprezentowana jest metoda identyfikacji modelu przestrzeni stanu, której wynikiem są prawa fizyczne. Metoda jest zmodyfikowaną metodą OKID i działa wtedy, kiedy liczba wejść i liczba wyjść jest równa wymiarowi wektora stanu. Nie zawsze jest możliwe określenie wektora stanu, więc do identyfikacji sygnał wyjściowy jest estymowany przez obserwator deatbead. Na podstawie określonego modelu jest możliwe wydobycie modelu AXR obserwatora/regulatora. Na podstawie tego modelu otrzymujemy fizyczny model w przestrzeni stanu łożyska magnetycznego sterowanego napięciowo. Opisywana metoda jest łatwiejszym sposobem identyfikacji parametrów parametrów fizycznych (np. masy, rezystancji, indukcyjności, itp.) wirników sztywnych, może być wykorzystana w systemach diagnostycznych.
PL
W pracy podjęto 2-wymiarową analizę pola w łożysku magnetycznym. W obliczeniach uwzględniono połączenie czołowe cewek wzbudzających. Z rozkładów indukcji magnetycznej określono współczynniki sztywności prądowej i przemieszczeniowej. Składowe indukcji magnetycznej porównano z wartościami zmierzonymi.
EN
The 2D field analysis in a magnetic bearing has been undertaken in the work. The end connections of the exciting coils were included in the calculations. From the flux density distribution the factors of the current and displacement stiffness have been determined. The calculated flux density components have been compared with the measured values.
12
Content available remote Permanent magnet bearing design: optimising the magnetisation direction
EN
Permanent magnet bearings may be conveniently employed in several mechanical applications when friction and wear have to be avoided. The mechanical behaviour of these components is defined by the force acting between the elements of the bearing and by the stiffness of the system. In order to get the desired performance of the bearing a compromise of force and stiffness can be achieved, e.g. by selecting the magnetisation direction of the elements. The paper reviews some general criteria for permanent magnet bearing design and proposes a method for evaluating the most suitable magnetisation direction, based on the equivalent current method and employing Finite Element analyses. Three sample cases of annular and tapered bearing are reported, for which design maps for axial and radial bearings are also presented.
PL
W artykule omówiono aktualne i potencjalne zastosowania łożyskowań i zawieszeń magnetycznych do takich elementów techniki lotniczej i kosmonautycznej jak: turbinowe silniki odrzutowe, prądnico-rozruszniki, kinematyczne magazyny energii, klimatyzacja samolotowa, giroskopy i akceleratory, bezłożyskowe silniki elektryczne. Omówiono jakie dodatkowe zadania mogą realizować łożyska magnetyczne. Przedstawiono ideę "inteligentnych" łożysk magnetycznych. Przegląd zastosowań uzupełniono przeglądem stosownej literatury.
PL
Z uwagi na wysoką cenę czujników wiroprądowych stosowanych w łożyskach magnetycznych, jako alternatywne rozwiązanie zaproponowany został czujnik indukcyjny. W artykule opisane zostały dwa układy z dławikiem indukcyjnym jako elementem pomiarowym. Pierwszy układ to szeregowy obwód rezonansowy RLC. Drugie z zaproponowanych w artykule rozwiązań z dławikiem indukcyjnym to układ mostkowy, w którym dwa ramiona stanowią elementy rezystancyjne, a kolejne dwa to indukcyjne elementy pomiarowe. Zgodnie z przyjętymi założeniami przeprowadzona została analiza teoretyczna dla obu układów. Na tej podstawie powstały modele symulacyjne w środowisku Matlab Simulink. Na tych modelach przeprowadzono badania symulujące zmiany poszczególnych parametrów układów w zależności od wartości mierzonej. Badania te pozwoliły zweryfikować wartości elementów układów. Na tej podstawie powstały prototypowe układy z dławikiem indukcyjnym jako elementem pomiarowym. Ich parametry metrologiczne zostały przebadane na rzeczywistym układzie wirującym.
EN
The cost of eddy current sensors is significant part of price of magnetic bearing. Alternative solution of magnetic bearing of sensors is presented in this paper. Two systems of inductive sensor are described in the article. The first one is series resonance circuit, which consist of R, L and C elements. The second one is differential inductive. There are presented static and dynamic characteristics both of inductive sensors.
15
Content available remote Turbomachinery dynamic properties of the rotor magnetic suspension system
EN
An application of magnetic bearings as a system of the shaft suspension provides supplementary diagnostic capabilities unparalleled in classic solutions. Their application in real turbomachines requires experimental verification of dynamic parameters. In this paper an idea and experimental results aimed at determination of dynamic stiffness and damping of the system are discussed.
16
Content available remote Wybrane zastosowania łożysk magnetycznych
PL
Zaprezentowano kilka nietypowych zastosowań łożysk magnetycznych, które pełnią nie tylko typową dla łożysk funkcję, ale są także wykorzystywane do innych celów, takich jak: pomiar sił bezwładności, generowanie sił wymuszjących na potrzeby identyfikacji, przejecie roli silnika elektrycznego itd.
EN
Unusual applications of magnetic beargins are presented in the paper. Beside of the supporting of the rotor in these applications the magnetic bearings are used to measure the intertial force, generate the excitation forces in identification experiments, drive the rotor as an electric motor,etc.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.