Development of Vibration Control System for Helium Expander Turbines with Gas Bearings
气体轴承氦膨胀机振动控制系统的研制
基本信息
- 批准号:07555393
- 负责人:
- 金额:$ 1.54万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:1995
- 资助国家:日本
- 起止时间:1995 至 1997
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The purpose of this study is to develop an intelligent tilting-pad gas bearing system for helium liquefier expander by actively controlling the position and rotation angle of the pads in the bearings. The investigators of this project made the active control of pad position and rotation possible by improving the design of a helium liquefier developed by the project team. In detail, the pad position and rotation were actively controlled by the piezoelectric actuators which had been embedded in two of the three pivots used to support the 3 pads in the bearing. The robust control theory was used in the design of controller. By using this method, the vibration amplitude of the two rigid modes was effectively suppressed. The mechanism of instability phenomenon which occurred in an uncontrolled gas bearing above 230,000rpm was theoretically clarified and the simulation results show that the critical rotation speed can be rajsed to 300,000 by the active control method proposed in this research.The project team also succeeded in the vibration control experiment of the helium expender rotor by integating the developed active gas bearings into the expander. The experimental results were compared with the simulation results and their agreement was verified. A simulation program for a gas bearing system with elastic rotors was also developed.
这项研究的目的是通过积极控制轴承中垫子的位置和旋转角来开发一种智能倾斜板气轴承系统,以用于氦液化液的扩展器。该项目的调查人员通过改善项目团队开发的氦气液化的设计来使对PAD位置和轮换的积极控制成为可能。详细说明,垫的位置和旋转由压电执行器积极控制,这些致动器嵌入了用于支撑轴承中3个垫子的三个枢轴中的两个中。强大的控制理论用于控制器的设计。通过使用此方法,有效地抑制了两个刚性模式的振动幅度。理论上澄清了不连续的气体轴承中发生的不稳定现象的机制,并且模拟结果表明,通过本研究中提出的主动控制方法,可以将临界旋转速度拉加至300,000。将实验结果与仿真结果进行了比较,并验证了他们的一致性。还制定了用于具有弹性转子的气体轴承系统的仿真程序。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.K.Kown, J.Qiu and J.Tani: "Dynamic Characteristics Analysis of a Rigid Rotor System Supported by Two Tilting-Pad Gas Bearings" Proc.Asia Pacific Vibration '97. 1015-1020 (1997)
T.K.Kown、J.Qiu 和 J.Tani:“两个可倾瓦气体轴承支持的刚性转子系统的动态特性分析”Proc.Asia Pacific Vibration 97。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
權 大奎, 谷 順二, 裘 進浩: "気体軸受を用いたロータ系の振動制御シミュレーション" 東北大学流体科学研究所第9回研究発表会講演会論文集. 154-188 (1997)
Daikyu Kin、Junji Tani、Nobuhiro Ni:“使用气体轴承的转子系统的振动控制模拟”第 9 届研究会议论文集,东北大学流体科学研究所 154-188 (1997)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.K.Kown, J.Qiu and J.Tani: "Active Control of Floating Position and Vibration of a Rigid Rotor Using Tilting-Pad Gas Bearing" Proc.2nd Asian Control Conference.
T.K.Kown、J.Qiu 和 J.Tani:“使用可倾瓦气体轴承对刚性转子的浮动位置和振动进行主动控制”Proc.第二届亚洲控制会议。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.K.Kown, J.Qiu and J.Tani: "Active Control of Floating Position and Vibration of a Rigid Rotor Using Tilting-Pad Gas Bearing" Proc.2nd Asian Control Conference. 303-306 (1997)
T.K.Kown、J.Qiu 和 J.Tani:“使用可倾瓦气体轴承对刚性转子的浮动位置和振动进行主动控制”Proc.第二届亚洲控制会议。
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
〓 大奎, 谷 順二, 裘 進浩: "積層圧電アクチュエータによる気体軸受の能動生業シミュレーション" 日本機械学会第75期通常総会講演会論文集. 110-111 (1998)
〓 Daikui、Junji Tani、Nobuhiro Ni:“使用多层压电执行器的气体轴承的主动模拟”日本机械工程师学会第 75 届普通大会记录 110-111 (1998)。
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