[发明专利]一种风力磁悬浮机舱悬浮涡流阻尼优化方法

摘要

本发明风力磁悬浮机舱在悬浮下偏航对风，极大降低偏航功耗，但高频风速的随机波动，极易导致风力磁悬浮偏航对风过程，机舱悬浮气隙波动大、悬浮变流器功耗高以及悬浮设备故障率高等问题，提出了含悬浮绕组和圆环状铝板的涡流阻尼系统，有效降低悬浮功耗和变流器负担，被动平抑悬浮振荡。涡流阻尼铝板设计步骤首先给出涡流阻尼力和机舱悬浮力，构建机舱悬浮动态模型；基于机舱悬浮机械能构建闭环Lyapunov函数，设计了机舱悬浮电流参考设定；以额定风速产生的机舱下压力为工况，综合考虑机舱悬浮气隙波动和悬浮功耗两性能指标，优化设计涡流铝板厚度。本发明的实施可有效提升机舱悬浮气隙性能，降低机舱悬浮变流器控制负担和悬浮功耗。

主权项

1.一种风力磁悬浮机舱悬浮涡流阻尼优化方法，其特征是所述涡流阻尼用于抑制风力磁悬浮机舱悬浮波动，在偏航定子下侧设置圆盘状涡流铝板，与机舱旋转体上悬浮绕组，协同构成的涡流阻尼系统；所述涡流阻尼系统的核心是涡流阻尼力，产生于机舱旋转体悬浮绕组的轴向运动，在圆盘状涡流铝板上产生涡流，在悬浮磁场作用下产生，与机舱悬浮电流、悬浮气隙波动速度以及铝板厚度密切相关；通过机舱悬浮气隙波动指标和悬浮功耗指标结合优化权值，确定机舱铝板厚度优化的目标函数，进而获取优化的圆盘状涡流铝板厚度；所述机舱悬浮气隙波动来自高频风速所致机舱下压力变化，由机舱悬浮闭环刚度和额定风速下的机舱下压力计算；所述悬浮功耗主要来自悬浮绕组产生的铜耗，铜耗计算工况为额定风速和有效悬浮气隙下由悬浮电流的平方与悬浮绕组内阻的乘积获取。/n