离心压缩机作为现代工业机械中必不可少的旋转设备,如因频繁出现不可预测故障而导致生产停车,这势必会对工业生产造成极大的经济损失。研究发现绝大多数故障是由于转子失稳导致的,为了降低该原因导致的故障率,可对转子进行实时监控,对失稳情况及时发现并进行有效调节。电磁控制器可以通过对通电电流进行控制,实现承载力大小和方向的可控性。利用电磁控制器可以有效降低因故障而被迫停车的发生率。本文对电磁控制器进行设计并将其应用于监测控制过程中,主要研究了以下内容:(1)为满足试验测试过程中对轴承加载的要求,在实验台结构设计中,采用电磁控制器对转子进行加载。设计了大体积径向电磁控制器,以提供超10000N的承载力。对该结构的定子磁轭厚度及副磁极宽度进行了优化,并且保证较小的结构体积。同时也对优化后的结构进行了磁场-温度场耦合分析,得出各部件温度场分布情况。搭建试验台,将仿真结果与实验测定数据进行了对比分析,结果基本一致。(2)为了对离心压缩机轴向位移进行故障自愈分析,设计了可应用于轴向调控的轴向电磁控制器,对该结构的定子磁极宽度、不同间隙和电流的工况进行优化分析,设计出可以承担原先副推力滑动轴承的作用的轴向电磁控制器。该装置可通过温度传感器将滑动轴承轴瓦温度监控情况反馈给轴向控制器,使其对线圈电流进行调节,以改变电磁力大小,从而达到调节轴瓦温度以及轴向位移的目的。(3)对永磁偏置控制器进行了设计仿真分析,通过加入永磁体结构可以为其提供偏置磁场,而电磁结构可以通过调整电流,进而改变转子和定子间隙中的磁通密度大小,最终达到保证转子平衡的效果。该结构相对于电磁结构的优势在于可以在一定程度上减小结构体积,并且可以减小对功率放大器的使用数量,进而可以降低加工和使用成本。(4)在发动机或风机等转子叶片中对叶片失稳颤振进行监测预警是防止颤振导致事故的主要手段,开发了基于电磁力的叶片失稳颤振现象模拟实验装置。运用ANSYS以最大电磁力目标对结构进行优化,并利用Maxwell分析在单组磁极的磁场作用下,研究叶片经过该组磁极的激振力变化过程,在此基础上,分别对叶片进行模态分析和谐响应分析。最后对搭建的试验台进行初步实验,证明该试验台足以进行振动测试分析。