無軸承離心泵中心偏移補償方法

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姓名

楊智鈞(Chih-Jiun Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

無軸承離心泵中心偏移補償方法
(The Compensation Method for Mass Eccentricity of Bearingless Centrifugal Pump)

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摘要(中)

本論文旨在利用偏心補償演算法，使磁浮軸承控制迴路從轉子幾何中心修正為轉子質量中心，以降低轉子偏心現象以及其現象所造成之影響。
實驗流程為使用磁浮軸承系統對無軸承離心泵之轉子進行懸浮控制，並利用系統鑑別取得轉子位置迴路模型，再利用驅動系統使轉子旋轉後，導入偏心補償演算法。並將導入偏心補償演算法前後之實驗結果分析、比較。

摘要(英)

The propose of the thesis is using an eccentricity compensation algorithm to modify the rotor position control from geometric center to mass center on the magnetic bearing control loop, so as to reduce the effects by rotor eccentricity.
The process for experiment is to use the magnetic bearing system to maintain the rotor of bearingless centrifugal pump levitating and obtain the mathematical model of rotor position loop through performing system identification for the centrifugal pump. Then using the motor drive system to keep the rotor rotating and applying the eccentricity compensation algorithm. Furthermore, analyze and compare the experiment results of using eccentricity compensation algorithm with unused on the thesis.

關鍵字(中)

★ 磁浮軸承
★ 磁懸浮
★ 永磁同步馬達
★ PID控制器
★ 干擾觀測器
★ 偏心補償
★ 快速傅立葉轉換
★ 通用型陷波濾波器

關鍵字(英)

★ Magnetic Bearing
★ Magnetic Levitation
★ Permanent Magnet Synchronous Motor
★ PID Controller
★ Disturbance Observer
★ Eccentricity Compensation
★ Fast Fourier Transform
★ Generalized Notch Filter

論文目次

致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
第一章緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 論文大綱 3
第二章轉子中心偏移現象 4
2-1 剛體質點運動軌跡 5
2-2 磁浮軸承轉子旋轉軌跡 6
2-3 「無軸承離心泵控制」論文中之實驗結果 7
2-4 「CentriMag心室輔助裝置」中之運轉結果 9
第三章研究裝置 11
3-1 前言 11
3-2 無軸承離心泵 11
3-2-1 轉子 12
3-2-2 定子與線圈繞組 12
3-2-3 感測器 15
3-2-4 控制驅動器 17
3-3 相關軟硬體 18
3-3-1 硬體 18
3-3-2 軟體 21
第四章研究方法 23
4-1 前言 23
4-2 定義坐標系 24
4-3 軸承控制架構 29
4-4 驅動控制架構 30
4-5 系統鑑別 32
4-6 偏心補償演算法 37
4-6-1 演算法模型 39
第五章實驗及結果 40
5-1 系統鑑別結果 40
5-2 模擬導入偏心補償演算法 46
5-2-1 模擬結果 47
5-3 偏心補償演算法實驗結果 52
5-4 實驗結果分析與比較 63
第六章結論 68
第七章參考文獻 69
中文文獻 69
外文文獻 70
第八章附錄 I
8-1 永磁同步馬達驅動原理 I
8-2 薄片型轉子懸浮原理 III
8-3 實驗硬體電路圖及元件說明 X

參考文獻

中文文獻
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〔11〕吳韋德，「五軸磁浮軸承解耦演算與陷波濾波之控制研究」，國立中央大學，碩士論文，2018年。
〔12〕江育昇，「無軸承離心泵控制」，國立中央大學，碩士論文，2019年。
〔13〕修伯．瑞朵、艾博列．湯瑪士和巴爾列塔．娜塔列，中華民國， I588370，磁性轉子及具有磁性轉子之旋轉泵。
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外文文獻
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指導教授

董必正

審核日期

2020-9-10

推文