شماره راهنما :
371 گلپايگان
پديد آورنده :
فاخري، محمدحسين
عنوان :
رفتار ديناميكي يك روتور با ياتاقان مغناطيسي فعال با كنترل كننده فيدبك حالت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
62ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ياتاقان هاي مغناطيسي , روتور , نيروهاي الكترومغناطيسي , رفتار ديناميكي , كنترل كننده فيدبك حالت
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/11/18
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
دانشكده :
فني مهندسي گلپايگان
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/11/18
چكيده فارسي :
چكيده
ياتاقانهاي مغناطيسي قادر به حمايت از روتورها در غياب تماس مكانيكي هستند. ياتاقان مغناطيسي يك سيستم ياتاقان بدون روغن است كه از نيروهاي الكترومغناطيسي براي حفظ موقعيت نسبي يك مجموعه دوار (روتور) نسبت به يك جزء ثابت (استاتور) استفاده ميكند. در دهههاي گذشته، علاقه فزايندهاي بهنوعي بيرينگ مغناطيسي غيرفعال كه قادر به ايجاد سختي مثبت با استفاده از نيروهاي جريان گردابي است، وجود داشتهاست. سيستمهايي كه اين مفهوم را براي شناور شدن روتور پيادهسازي ميكنند معمولاً بهعنوان ياتاقانهاي الكتروديناميكي شناخته ميشوند. اين پژوهش به رفتار ديناميكي يك روتور با ياتاقان مغناطيسي فعال با كنترل¬كننده فيدبك حالت مي پردازد.
ارتعاشات روتور با استفاده از معادلات ديفرانسيل غيرخطي مرتبه دو با عوامل غيرخطي مربعي و مكعبي مدلسازي شدهاست و با فرض عوامل غيرخطي ضعيف و تحريك نرم، از روش مقياسهاي چندگانه براي حل معادلات ديفرانسيل استفاده شده و نمودارهاي فركانسي بدست آمدهاست. نتايج نشان ميدهد كه با افزايش ضريب مشتقي كنترلكننده، رفتار سيستم به رفتار سيستم خطي نزديكتر ميشود و با افزايش فركانس تنظيم، رفتار سيستم از حالت خطي خارجشده و پديدههاي پرش مشاهده مي¬شود.
نتايج بهدستآمده حاكي از آن است كه دامنه پاسخ سيستم به صورت نوساني و پايدار است و نمودارهاي فازي به سمت يك چرخهي حدي ميل كردهاست. با توجه به اينكه تحريك ضعيف است، نمودارهاي فازي در دو راستاي افقي و عمودي تقريباً مقادير جابجايي و سرعت كمي را كسب كردهاند و نيروي تحريك نابالانسي و نيروي تحريك ناشي از ترمهاي غيرخطي، تقريباً سهمي يكسان در شكل فازي سيستم دارند.
چكيده انگليسي :
Abstract
Magnetic bearings are capable of supporting rotors in the absence of mechanical contact. A magnetic bearing is an oil-free bearing system that uses electromagnetic forces to maintain the relative position of a rotating assembly (rotor) relative to a fixed component (stator).
In the past decades, there has been a growing interest in passive magnetic bearings capable of generating positive stiffness using eddy current forces. Systems that implement this concept for rotor floating are commonly known as electrodynamic bearings. This research deals with the dynamic behavior of a rotor with an active magnetic bearing with a state feedback controller.
Rotor vibrations have been modeled using second-order nonlinear differential equations with quadratic and cubic nonlinear factors, and assuming weak nonlinear factors and soft excitation, multiple scales method has been used to solve differential equations and frequency diagrams have been obtained. The results show that with the increase of the derivative coefficient of the controller, the behavior of the system becomes closer to the behavior of the linear system, and with the increase of the adjustment frequency, the behavior of the system is out of the linear state and jump phenomena are observed.
The obtained results indicate that the response range of the system is fluctuating and stable, and the phase diagrams tend towards a limit cycle. Due to the fact that the excitation is weak, the fuzzy diagrams in both horizontal and vertical directions have obtained almost small displacement and velocity values, and the unbalanced excitation force and the excitation force caused by nonlinear terms have almost the same contribution to the systemʹs phase form.
استاد راهنما :
مصطفي نصيري
استاد داور :
ابوالحسن عسگر شمسي , مصطفي منيري