国家自然科学基金(51005259)
- 作品数：18 被引量：128H指数：7
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- 相关机构：重庆大学湖南科技大学瑞典隆德大学更多>>
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- 相关领域：机械工程电气工程金属学及工艺自动化与计算机技术更多>>
- 叠堆式压电陶瓷基本特性实验研究被引量：1
- 2012年
- 本文针对应用于高速电主轴振动主动控制的叠堆式压电陶瓷(PZT)作动器进行实验测试和分析。主要测试了其基本特性,包括自由状态下的输出位移,不同压力下的输出位移,蠕变特性,PZT的迟滞特性;为主动控制系统提供基础数据。实验结果显示输出特性和外加负载的关系:合适压力下叠堆式压电陶瓷作动器输出位移最大,随着负载压力的增大位移输出迟滞度有一定程度的减小,但是过大的压力会导致输出位移的减小,其在恒定压力下的线性度优于弹性预压力下的线性度;其动态性能满足控制系统的要求。为后续研究提供了科学依据。
- 麻玉川合烨陈小安
- 关键词：作动器静态特性动态特性
- 预紧高速角接触球轴承运行刚度研究
- 2012年
- 基于滚动轴承拟静力学分析理论,从微观的角度探讨定位预紧下轴承内外圈位移存在约束时其内部的动力学状态;以B7004轴承为例,分析预紧方式对角接触球轴承运行刚度的影响,并利用电涡流位移传感器、LMS数据采集分析仪等仪器,在12MD60Y6型号电主轴上进行轴承刚度测试,对理论关系进行验证。结果表明:理论值能准确描述轴承运行刚度变化规律;定位预紧相比定压预紧更能提高轴承的支承刚度。
- 刘俊峰陈小安合烨陈宏单文桃
- 关键词：角接触球轴承
- 基于有限元的异步型电主轴电机电磁场分析和参数优化被引量：9
- 2013年
- 基于经典的麦克斯韦瞬态电磁场分析理论,采用Ansoft有限元软件对异步型电主轴电动机进行工况仿真和瞬态磁场分析,旨在获取该电机的电磁转矩、效率、功率因数等主要工作指标,并探讨电机效率与定、转子轴向长度的变化规律。有限元分析结果验证了电机机械特性、效率与转速变化曲线、磁链分布、定子电磁参数变化等规律;仿真结果显示,在满足槽满率不大于75%的前提下,电机效率并非是铁心长度的一次函数,其峰值位于铁心长为155 mm左右。
- 成涛合烨陈小安李云松李培明
- 关键词：有限元电磁场参数优化
- 不同控制策略对高速电主轴动态性能影响被引量：4
- 2013年
- 针对高阶、强耦合、非线性复杂机电耦合系统的高速电主轴,内置的电机控制效果直接影响其动态性能问题,对各种控制策略控制特点进行系统研究,建立高速电主轴动态数学模型;重点对U/f控制及矢量控制,利用实验研究高速电主轴的控制精度与主轴机械参数间动态关系,为改善高速电主轴动态性能、寻找更优控制策略提供试验依据及分析方法;并展望高速电主轴系统控制策略的未来发展趋势。
- 单文桃陈小安合烨
- 关键词：电主轴机电耦合控制策略动态性能
- 高速电主轴多场耦合动力学特性研究被引量：5
- 2013年
- 建立了一种新型的高速电主轴多场耦合动力学模型,讨论了轴承模型、热态模型、芯轴动力学模型和电机电磁模型之间的耦合关系,提出热膨胀、轴承内圈离心膨胀、轴承内外圈接触膨胀、电磁不平衡拉力载荷和离心力载荷5种耦合因素,并且设计出多场耦合动力学模型的计算流程,分析耦合因素对高速电主轴系统运行状态的影响。以2ZDG60型高速电主轴为研究对象,计算结果表明,考虑耦合因素与不考虑耦合因素相比较,轴承动态支承刚度、轴承损耗功率以及芯轴动力学行为差别较大,实验结果表明:考虑耦合因素时的高速电主轴温升分布和芯轴固有特性与实验结果的吻合度较高。
- 陈小安张朋刘俊峰合烨
- 关键词：高速电主轴轴承动力学
- 高速电主轴矢量控制机械特性分析与仿真被引量：2
- 2012年
- 根据异步电动机的矢量控制原理,推导了高速电主轴矢量控制固有机械特性曲线的数学表达式,据此分析了高速电主轴转速闭环矢量控制在负载条件下的调速机理,得出转速闭环矢量控制通过调节同步转速使电主轴工作在互不相同但互相平行的固有机械特性曲线上,从而获得优良的静动态性能的结论。为了验证理论分析的正确性,根据高速电主轴的矢量控制方程,建立了一个带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统模型。基于此模型,对额定转速为15000转的170MD15Y20型高速电主轴进行了闭环矢量控制加载仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。
- 陈小安周明红康辉民周进明
- 关键词：高速电主轴矢量控制机械特性仿真
- 计及套圈变形的电主轴角接触球轴承动刚度分析被引量：10
- 2013年
- 针对高速电主轴结构特点,应用弹性力学和滚动轴承动力学理论,建立考虑内圈弯曲变形影响的角接触球轴承动刚度分析模型,探讨不同工况下内圈的径向挠度及其对轴承动刚度的影响,最后在12MD60Y6型号电主轴上进行轴承动刚度测试。理论和实验结果表明,内圈径向挠度和轴承的轴向载荷成正比、与转速成反比,在重载条件下其值不容忽视。考虑内圈径向挠度的轴承动刚度计算结果更接近实验结果。
- 陈小安刘俊峰陈宏周明红单文桃
- 关键词：高速电主轴角接触球轴承动刚度
- 计电磁不平衡拉力的高速电主轴转子偏心特性研究被引量：7
- 2014年
- 针对高速电主轴转子偏心状态产生的两种载荷-电磁不平衡拉力与离心力,据电磁理论建立电磁不平衡拉力载荷模型,理论分析两种偏心载荷幅值及频率特性;应用Timoshenko梁理论,建立耦合入轴承动态支撑刚度矩阵并以两种偏心载荷为外力的转子有限元模型;据动力学方程计算转子系统固有频率、振型,研究电磁不平衡拉力载荷与离心力载荷对转子系统动态特性影响;通过实验验证两种偏心载荷为引起高速电主轴转子振动的主要因素及转子系统一阶固有频率随转速升高而升高,实验结果与理论计算误差较小。
- 陈小安张朋陆永亚合烨刘俊峰
- 关键词：电主轴转子偏心动态特性
- 高速电主轴驱动控制技术研究综述被引量：11
- 2013年
- 高速电主轴是高速数控机床核心功能部件,主轴单元融合了高速电机、精密轴承、驱动控制等关键技术。高速主轴电机的驱动控制技术是决定主轴动静态性能的关键因素之一。因此,有必要对现有的主轴电机驱动控制技术进行系统分析和深入总结。根据主轴电机驱动控制技术的发展历史:从V/f控制、矢量变频控制、直接转矩控制到混合驱动控制以及智能控制等关键控制技术进行逐一分析和评述。在此基础上总结各控制技术客观存在的问题并进行对比分析,最后对高速电主轴驱动控制技术的发展趋势进行了预测和展望。
- 陈小安单文桃周进明合烨周明红刘俊峰
- 关键词：电主轴控制技术动态性能模糊控制
- 高速电主轴功率流模型与热态特性研究被引量：5
- 2013年
- 根据能量守恒定律建立了高速电主轴功率流模型,研究了电动机电磁损耗、轴承摩擦损耗和风阻损耗之间的关系,并且通过实验测量2ZDG60型高速电主轴运行过程中的电磁损耗参数,对此模型进行验证,其理论计算结果与实验结果吻合度较高。在此基础上,对2ZDG60型高速电主轴进行了热态有限元仿真,分析其不同转速下的温升分布,其中在集中产热区域轴承和电动机处温升较高,测量前轴承外圈以及壳体前部、中部、后部的温升情况,实验数据与仿真数据相比误差较小,进一步验证了高速电主轴功率流模型的准确性。
- 陈小安张朋合烨刘俊峰
- 关键词：高速电主轴功率流热态特性
