Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  magnetic bearing
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available remote Sensors and Measuring Systems in the Diagnostics of Mechatronic Rotating Systems
EN
Diagnostic tools capable of inspecting the technical condition of the machine and its bearing operating parameters on-line are essential to ensure adequate reliability of the machine. Therefore, the acquisition and real-time processing of measurement data on the dynamic state of the rotating system is vital.
PL
Dla zapewnienia odpowiedniej niezawodności maszyny niezbędne są narzędzia diagnostyczne umożliwiające kontrolę stanu technicznego maszyny i parametrów funkcjonowania jej łożysk w trybie on-line. Kluczowe znaczenie ma zatem pozyskiwanie i przetwarzanie w czasie rzeczywistym informacji pomiarowych dotyczących stanu dynamicznego układu wirującego.
2
Content available remote Monitoring and diagnostics of special-purpose turbomachines
EN
In the operation of special-purpose turbomachines, diagnostic tools which enable control of the machine technical state and its operation parameters in the on-line mode are necessary. The acquisition and processing of the measurement data in real time, which are indicators of the machine functioning under various operating conditions, are crucial. The paper presents two types of computer designed diagnostic tools to monitor in real time the dynamic and thermodynamic parameters of special-purpose turbomachines. The first one monitors the dynamics of the rotating system with an active magnetic bearing, the second - monitors the instant value of polytropic efficiency of the compression process, which was designed for the industrial machine.
PL
Dla zapewnienia odpowiedniej niezawodności maszyny niezbędne są narzędzia diagnostyczne umożliwiające kontrolę stanu technicznego urządzenia i parametrów jego funkcjonowania w trybie on-line. W artykule zaprezentowana zostanie metodyka pozyskiwania, przygotowania i archiwizacji danych pomiarowych dla bazy diagnostycznej układu wirującego z pomocniczym aktywnym łożyskiem magnetycznym. Przedstawione będą także wybrane wyniki efektów działania systemu diagnostycznego, który nadzoruje poprawność funkcjonowania mechatronicznego układu wirującego maszyny, za pośrednictwem interfejsu wykorzystującego dane pomiarowe uzyskiwane z czujników.
EN
To ensure adequate reliability of the machine, diagnostic tools that allow one to control technical conditions of the machine and its operating parameters in the on-line mode are essential. Methodology of collection, preparation and archiving of measurement data for the diagnostic base of the rotating system with an auxiliary active magnetic bearing will be presented. Selected results of the diagnostic system operation, which supervises the correct functioning of the machine rotating system by an interface using the measurement data obtained from the sensors, will be also presented.
PL
W artykule przedstawiono wielowariantowe obliczenia pola i siły magnetycznej siłownika aktywnego osiowego łożyska magnetycznego (AAMB). Wykonano model polowy oparty na Metodzie Elementów Skończonych (MES), który pozwolił na analizę konstrukcji AAMB. W wyniku wielowariantowych obliczeń określono najkorzystniejsze wymiary tarczy łożyska dla założonych wymiarów elektromagnesu.
EN
The paper presents multivariate calculations of magnetic field and magnetic force in the active axial magnetic bearing actuator (AAMB). The field model has been developed using Finite Element Method (FEM) and has been used for AAMB construction analysis. As a result of multivariate calculations the beneficial dimensions of a bearing disk were determined, where the electromagnet dimensions were used as a reference.
PL
Systemy pokładowe najnowszych statków powietrznych, takich jak: Boeing 787, Airbus A380, projektowane są według koncepcji "more electric aircraft" (MEA), która zakłada stosowanie coraz większej liczby elementów i układów elektrycznych. Rozwój technologii MEA umożliwił zastosowanie w konstrukcji urządzeń pokładowych aktywnych zawieszeń magnetycznych, których wprowadzenie eliminuje tarcie między współpracującymi parami kinematycznymi oraz umożliwia monitorowanie i diagnostykę stanu technicznego układów. Do systemów pokładowych wspieranych przez tę technologię należą również lotnicze układy wykonawcze, których zadaniem na pokładzie statku powietrznego jest przetworzenie za pomocą przetworników elektronicznych i mechanicznych wejściowej wielkości sterującej na precyzyjne wychylenie powierzchni sterowych. W artykule przedstawiono wyniki badań aktywnego zawieszenia magnetycznego pod kątem oceny możliwości jego zastosowania w lotniczych układach wykonawczych. Obiektem analizy było sterowane prądowo homopolarne łożysko magnetyczne z magnesami trwałymi, które opracowane zostało w Zakładzie Awioniki i Uzbrojenia Lotniczego [1]. Podczas badań laboratoryjnych dokonano pomiaru charakterystyk czasowych i częstotliwościowych łożyska magnetycznego z regulatorami typu PD oraz PID. Parametry regulatorów zostały wyznaczone w środowisku Matlab na podstawie modelu matematycznego i symulacyjnego układu.
EN
The flight control system of the modern aircrafts, i.e. Boeing 787 and Airbus A380, are designed in the "more electric aircraft" technology (MEA). This technology make an assumption of the use more electrical elements in onboard systems to reduce weight of the pneumatic and hydraulic piping, easier maintainability and finally is enhanced safety of the flight. The adoption of MEA is brought the active magnetic bearing (AMB) to eliminate the friction force in practical application. The technology explores novel approaches to design the development of electrically powered actuators used to operate flight control surfaces. In the paper there are presented the simulation and experimental results of the active magnetic bearing to use this technology in actuation systems. There are examining the homopolar magnetic bearing, which are designed in the Faculty of Avionics and Aviation Armament. During the experimental testing of the system there are measured the step responses and Bode characteristics of the control system with PD and PID controller. The parameters of the control system are assigned during the simulation in the Matlab - Simulink software. There are shown the construction of the active magnetic bearing and the structure of the lab stand.
PL
Artykuł opisuje sposób implementacji cyfrowego algorytmu PID do zastosowania w sterowaniu aktywnym zawieszeniem magnetycznym. Do przetworzenia danych pomiarowych w tym układzie wykorzystane zostały przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe z interfejsem równoległym. Algorytm sterowania został opracowany i przetestowany na płytkach ewaluacyjnych z układami FPGA. Otrzymane wyniki porównano z charakterystykami symulacyjnymi uzyskanymi w pakiecie MATLAB/Simulink. W artykule szczegółowo opisano układ sterowania z regulatorem PID.
EN
In this article was presented an PID algorithm and its implementation in the control system of an active magnetic bearing. For input and output analog data parallel converters from Texas Instruments were used too. Digital PID algorithms were implemented and tested on FPGA chips from Xilinx Spartan Family. Results were compared with the results of PID controller simulated in Matlab/Simulink. The control system with the most optimal PID algorithm's implementation and adjustment was detailed.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy parametrów siłownika łożyska magnetycznego dla dwóch konfiguracji uzwojeń stojana. Zaprezentowano uzyskane na drodze symulacji komputerowej rozkłady pola magnetycznego dla analizowanych wariantów. Wyznaczono i przedstawiono wykresy indukcyjności dynamicznej, siły magnetycznej, jak i sztywności prądowej oraz przemieszczeniowej w funkcji prądu sterującego oraz przemieszczenia wału. Matematyczne modelowanie rozkładu pola magnetycznego oparto na metodzie elementów skończonych (MES).
EN
In this work we compared the results of analyses for two kinds of windings connection in active magnetic bearing (AMB). The magnetic flux density of each active magnetic bearing is determined. The dynamic inductance, magnetic force as well as current and position stiffness as a function of control current and rotor position also have been calculated and presented. Mathematical modeling of magnetic field distribution was based on the finite element method (FEM).
PL
Zagadnienia podjęte w niniejszym artykule dotyczą analizy inżynierskiej problemu łożyskowania turbin wiatrowych, jak również koncepcji poprzeczno-wzdłużnych pasywnych łożysk magnetycznych. W opracowaniu tym poruszono aspekt przeniesienia sił poprzeczno- -wzdłużnych przez jedno z łożysk układu.
EN
Problems, taken up in this paper, refers to engineering analysis of wind turbines bearing providing problem as well as to conceptions of double-purpose passive magnetic bearings. A face of radial-axial forces transmission by one of the system’s bearing was touched in this work.
9
Content available Construction and control of AMBs high speed flywheel
EN
The paper reports on investigation and development of a flywheel device intended for an energy storage prototype. The goal was to design and experimentally verify the concept of self-integrated flywheel with smart control of energy flow and accumulation. The Flywheel Energy Storage System (FESS) must has high energy efficiency and structural robustness. Investigation on structural dynamics of the composite flywheel connected with outer type rotor was carried out using Finite Element Method. The FESS is designed to run in vacuum and is supported on low-energy, controlled, active magnetic bearings (AMBs). The flywheel device of 10 MJ energy density and a weight of 150 kg with two integrated rotors/generators of 50 kW power density each is intended to operate up to 40 000 rpm.
PL
W pracy przedstawiono konstrukcję wykonanego prototypu wysokoobrotowego zasobnika energii kinetycznej łożyskowanego magnetycznie. Prototyp został zrealizowany w ramach projektu badawczego realizowanego przez konsorcjum, w którego skład wchodzą: Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Lotnictwa, Politechnika Warszawska i Politechnika Białostocka. Projekt obejmował wykonanie analiz wytrzymałościowo-sztywnościowych krytycznych elementów zasobnika, projekty techniczne zespołu i poszczególnych podzespołów w tym łożysk magnetycznych, bezszczotkowych silników elektrycznych, wirnika kompozytowego oraz przeprowadzenie prób funkcjonalnych. Zasobnik został przystosowany do pracy w próżni (ciśnienie 1 Pa). Zewnętrzne układy sterowania napędem oraz położeniem wału zasobnika za pomocą silników tarczowych i aktywnych łożysk magnetycznych zostały zaprojektowane, wykonane i opisane w pracy. Prototyp zasobnika energii kinetycznej posiada następujące parametry pracy: użytkowa wartość gromadzonej energii do 10 MJ, masa elementów wirujących 150 kg, moc silników/generatorów 50 kW każdy oraz zakładana maksymalna prędkość obrotowa pracy do 40 000 obr/min.
PL
W pracy przeprowadzono analizę podstawowych problemów budowy i projektowania elektrowrzecion łożyskowanych magnetycznie. Starano się przy tym zwrócić szczególną uwagę na problemy związane z konstrukcją i doborem komponentów projektowanego systemu. Ponadto ogólnie omówiono budowę, zastosowanie łożysk magnetycznych oraz zdefiniowano wady i zalety ich stosowania w maszynach wirnikowych. Na tej podstawie zaproponowano koncepcyjne dwa rozwiązania elektrowrzeciona łożyskowanego magnetycznie. Pracę uzupełnia opis ogólnie przyjętej procedury projektowania złożonych systemów mechatronicznych, do których zaliczyć można nowoczesne wysokoobrotowe elektrowrzeciono łożyskowane magnetycznie. Oparto się przy tym o metodykę zaproponowaną przez Rolfa Isermanna.
EN
The analysis of basic problems considering structure and design of milling electrospindles with magnetic bearings was performed in the paper. The attention was especially paid to problems related to construction and proper selection of components of the system being designed. Moreover, general structure and applications of magnetic bearings was discussed, and advantages as well as disadvantages of using magnetic bearings in rotary machinery were defined. On this basis, two conceptions of electrospindle with magnetic bearings were proposed. Additionally, the paper describes general design procedure of complex mechatronic systems, as which the modern high speed electrospindles with magnetic bearings can be classified, proposed by R. Isermann.
11
Content available FPGA Based Active Magnetic Bearings Controller
EN
The article discusses main problems of implementing the PID control law in the FPGA integrated circuit. Consecutive steps of discretizing and choosing the fixed-point representation of the continuous, floating-point PID algorithm are described. The FPGA controller is going to be used in the active hetero-polar magnetic bearings system consisting of two radial and one axial bearings. The results of the experimental tests of the controller are presented. The dynamic performance of the controller is better when compared with the dSPACE controller, that was used so far. The designed hardware and software, the developed implementation procedure and the experience acquired during this stage of the whole project are going to be used during the implementation of more sophisticated control laws (e.g. robust) in the FPGA for AMB controllers.
EN
The influence of mesh density on the magnetic field solution has been presented. Many meshes with different densities have been chosen for comparison of the calculation results. The force acting on magnetic bearing has been determined for different meshes in respect of computing error and calculation time for the simulation.
13
EN
In the article a mathematical model of radial passive magnetic bearings applicable to ocean engineering units has been presented. The application of the bearings in ship thrusters should increase durability of propulsion systems and give lower maintenance costs. The rotor of thruster’s electric motor is suspended in magnetic field generated by radial passive magnetic bearings. However the maintaining of axial direction of the rotor must be controlled with electromagnets equipped with a high-dynamic controller. The risk of application of the magnetic bearings results from very low stiffness of the unit in comparison with rolling bearings. Also construction of the bearing should be different due to gyroscope effect and high forces generated during ship manoeuvring. The physical model performs correctly if electromagnets are controlled properly; and, technological problem with sealing system seems more significant than power supply to electromagnets winding. The equations presented in the article are necessary to build algorithms of a digital controller intended for on-line controlling magnetic bearing in axial direction.
14
Content available Magnetic bearing in blood pump systems
EN
Since the eighties years of the last century, scientists of the Department of Electrical Machines, TUB with cooperation of Brno University Medical Faculty tried to developed a mechanical device to temporarily supplant heart action. During these years the first artificial heart (made from polyurethane) was implanted inside a goat and consequently inside a calf body. Blood pump development continued and devices became smaller, lighter and more acceptable. A number of plastic pumps of long life time were also developed. During nineties new political administration cut financial sources and imposed more restrictive rules to the medical devices standards, also leading to higher development costs. The extensive research program was in Medical Faculty reduced and consequently also in our department only to the electromechanical part of the artificial heart. In cooperation with the Victor Kaplan Department of Fluid Engineering we have continued in the field of mechatronic drive destined for centrifugal and whirling blood pump. Some of these mechatronic systems were manufactured and tested in laboratory conditions and published in the previous papers. The paper presented deals with the test experiences of the magnetic active bearings used in the mechatronic system of the total artificial heart and presents some new proposal and discussion in the different types of the magnetic passive bearings, which could be in some cases more suitable than magnetic active ones.
EN
The paper has describes the complete design and investigation processes of permanent magnetic bearing. The passive magnetic bearing (PMB) rotor suspension rig employing no active control components was calculated, designed, constructed and tested. In order to increase the radial passive magnetic bearing stiffness, the Halbach-array configuration was used. The main purpose of the work was developing the nonlinear model of the PMB. Therefore, the magnetic flux circuit of the PMB was analytically calculated by using the Ohm and Kirchhoff methods. The nonlinear effects of the discrete 3D model of the PMB was analyzed using Finite Element Method (FEM). Finally, the very well matched experimental and analytical static characteristics of the passive magnetic suspension were carried out.
EN
During the excessive lateral rotor Vibration the contact between the disc and the stationary part or between the rotor and the inner ring of an auxiliary bearing can occur in the rotor system supported by radial active magnetic bearings (AMBs). In the computational model are the radial AMBs and impacts incorporated by means of nonlinear force coupling. The discs and the stationary part are considered to be absolutely rigid except a small neighbourhood of the contact point. To the direct determination contact stiffness of the normal component of impact force a Hertz theory is applied. The numerical simulations of rotor supported by radial AMBs showed that both of the nonlinear Vibration sources (radial AMBs and impacts) could be investigated together and that the impacts have considerable influence on Vibration styles.
CS
Během nadměrného příčného kmitání rotoru může nastat kontakt, mezi diskem a stacionární části nebo rotorem a vnitřním kroužkem pomocného ložiska, v rotorové soustavě uložené v radiálních aktivních magnetických ložiskách. Do výpočtového modelu jsou radiální aktivní magnetická ložiska a rázy zahrnuty pomocí nelineární silové vazby. Kromě malého okolí kontaktního bodu jsou disky a stacionární část považovány za absolutně tuhá. Hertzova teorie je použita k přímému určení kontaktní tuhosti normálové složky rázové síly. Numerické simulace rotoru uloženého v radiálních aktivních magnetických ložiskách ukázaly, že oba zdroje nelineárního kmitání (radiální aktivní magnetická ložiska a rázy) mohou být zkoumány společně, a že rázy mají podstatný vliv na charakter kmitání.
EN
In the paper, an experimental identification procedure of dynamic parameters for active magnetic bearings is presented. In the proposed method, analysis of variable components of displacements of the rotor for an excitation with the rotating vector force of unbalance, is conducted. Proportionality of the bearing magnetic response force to the excitation force in the whole range of rotational frequency, is assumed. It allows for identification of equivalent dynamic coefficients of the bearing. The experimental investigations were carried out on test rigs with the shaft supported in active magnetic bearings.
PL
W artykule przedstawiono procedurę eksperymentalnej identyfikacji parametrów dynamicznych aktywnego łożyska magnetycznego. Zaproponowana metoda wykorzystuje analizę zmian przemieszczenia wirnika dla wymuszenia wirującym wektorem niewyważenia. Założono proporcjonalność siły reakcji magnetycznej na wymuszenie w zadanym zakresie częstości. Pozwoliło to na identyfikację dynamicznych współczynników łożyska. Badania eksperymentalne przeprowadzono na stanowisku badawczy układu wirującego podpartego w aktywnym łożysku magnetycznym.
PL
W pracy omówione zostały metody łożyskowania wysokoobrotowych wirników, które mogą być zastosowane w mikroturbinach. W kolejnych częściach pracy przedstawiono różne sposoby łożyskowania, uwzględniając łożyska toczne, magnetyczne oraz ślizgowe. Podano również podstawowe wady, zalety oraz ograniczenia związane z zastosowaniem poszczególnych rozwiązań konstrukcyjnych. Zaprezentowano także wybrane wyniki badań własnych, dotyczących opracowania konstrukcji wysokoobrotowych łożysk foliowych. Podane w artykule informacje na temat rożnych, alternatywnych sposobów łożyskowania, będą pomocne przy doborze rozwiązań konstrukcyjnych węzłów łożyskowych i będzie je można wykorzystać już na etapie opracowywania koncepcji nowych maszyn stosowanych w układach kogeneracyjnych małej mocy.
EN
In this paper the bearing systems for high-speed rotors, which can be used in microturbines, are discussed. In the following parts of the paper several types of bearing systems are presented, including: ball bearings, magnetic bearings and slide bearings. Regarding each type of bearings, the most important advantages, disadvantages and limits are mentioned. The example of foil bearing, which can be used in high-speed turbomachinery, is also presented. Discussed problems and authors' opinions on alternative high-speed bearing systems may be very useful during the construction and optimization process.
19
Content available remote Pasywne łożysko magnetyczne
PL
W artykule przedstawiony jest projekt osiowego pasywnego łożyska magnetycznego. Łożysko tego typu wykorzystane jest do łożyskowania wirnika giętkiego. Zaprezentowano model matematyczny oraz wyniki weryfikacji osiowego pasywnego łożyska magnetycznego.
EN
The project of axial passive magnetic bearing was presented in the article. This bearing is used to support the flexible rotor. There showed the mathematical model of passive bearing and the result of verification of the axial passive magnetic bearing.
PL
W artykule przedstawiono koncepcję programowej zmiany poziomu drgań układu wirującego wiotkiego wirnika z wykorzystaniem dodatkowego, aktywnego łożyska magnetycznego. Prowadzi to do jakościowych zmian właściwości dynamicznych systemu. Zaprezentowano wybrane wyniki obliczeń numerycznych i ich weryfikację eksperymentalną wykonaną na stanowisku badawczym.
EN
This paper presents an idea of programming a level of vibrations in the operating range of the rotating system of the flexible rotor (including critical speeds) using an additional digitally controlled magnetic bearing. It causes a qualitative change in dynamic properties of the system. Some experimental investigations and numerical simulations of flexible rotor dynamics carried out on the test stand with an additional, digitally controlled magnetic bearing are discussed.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.