本项目以高速永磁变频电机为应用背景,通过对高速、超高速工况下永磁电机转子结构强度与松脱机理、高频高能电磁场中的能量转换、耗散机制与宏微观效应、以及高速转子系统非线性时滞动力学与控制原理等基础理论的研究,揭示了高维复杂系统非线性时滞动力行为及演化规律;建立了高速电机转子的强度分析和计算模型,给出了接触界面局部松脱机理及临界判据。对以弹性箔片气体轴承、高温自润滑涂层和电磁轴承为代表的无油支承技术进行了系统的理论和实验研究。发展和完善了弹性箔片气体轴承的完全气弹耦合润滑理论,并建立了一套完整的数值分析方法。此外,通过分子动力学方法,对弹性箔片气体轴承支承转子的起飞过程进行了探索性研究,定性的解释了转子起飞这一复杂过程。还成功制备出了PM304和IS304高温耐磨涂层,比美国NASA制备的PS304涂层具有较好的减磨与耐磨性能。通过本项目的研究,掌握了弹性箔片轴承设计、制作和加工成套技术,以及功率从50kw到200kw,转速从4~4.5万转高速永磁同步电机的设计和制造技术,并制造了4个无油支承高速永磁同步电机原理样机。还构建了高速驱动综合试验环境,为我国高速旋转机械的自主研发提供普适性平台。
英文主题词high speed drive system; high speed supporting technology; complex rotor; structure strength; time delay system dynamics