大功率磁悬浮泵宽流道叶轮的水力性能分析

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作者 白晓蓉 胡亮 +2 位作者 阮晓东 苏芮 傅新 《液压与气动》 北大核心 2024年第3期91-98,共8页

磁悬浮泵将磁悬浮电机与泵体结构一体化,利用磁场驱动叶轮旋转,并对其余5个自由度进行主/被动悬浮约束,从而实现完全无轴承的介质泵送,被广泛用于半导体制造等领域的电子化学品超洁净输送。目前,大功率磁悬浮泵产品存在泵送效率低的问题... 磁悬浮泵将磁悬浮电机与泵体结构一体化,利用磁场驱动叶轮旋转,并对其余5个自由度进行主/被动悬浮约束,从而实现完全无轴承的介质泵送,被广泛用于半导体制造等领域的电子化学品超洁净输送。目前,大功率磁悬浮泵产品存在泵送效率低的问题,同时随着功率的增加,磁悬浮泵的液压轴向力平衡问题越发突出。为此,设计了一种大功率磁悬浮泵的宽流道叶轮,并对其进行水力效率、液压轴向力及液压径向力分析。通过仿真研究,首先阐述了窄流道效应对大功率磁悬浮泵水力效率的影响,并对宽流道叶轮及窄流道叶轮进行水力效率对比分析;其次对宽流道叶轮的液压轴向力及径向力进行计算分析,表明宽流道设计对叶轮液压轴向力及径向力的影响,为大功率磁悬浮泵高效水力设计开发提供关键技术支撑。 展开更多

关键词 磁悬浮泵 宽流道 水力效率 轴向力 径向力

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双磁悬浮泵串联技术在超精细清洗机中的应用 被引量：1

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作者 张磊 吴仪 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期549-553,共5页

化学药液供给系统是晶片清洗机的重要功能单元。其特殊的使用环境,要求动力泵应该具备耐化学腐蚀、不产生污染颗粒、外形尺寸小、而且输出的压力较高和流量较大等特性。重点介绍了磁悬浮泵在65 nm超精细清洗机化学药液供给系统中的使用... 化学药液供给系统是晶片清洗机的重要功能单元。其特殊的使用环境,要求动力泵应该具备耐化学腐蚀、不产生污染颗粒、外形尺寸小、而且输出的压力较高和流量较大等特性。重点介绍了磁悬浮泵在65 nm超精细清洗机化学药液供给系统中的使用情况,包括磁悬浮泵的结构特点、性能参数、控制方式、双泵串联的控制方法以及自主开发的压力-速度闭环控制器,避免了因为环境电磁干扰对速度信号（0～5 V）采集引入的误差。结果显示,药液压力建立快速、无超调,到达目标压力后泵转速稳定,压力闭环控制精度小于工艺压力设定值的1%。 展开更多

关键词 清洗机 磁悬浮泵 双泵串联 压力控制 闭环控制

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磁悬浮分子泵转子径向位移波动抑制机理的研究

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作者 温福强 宋铠钰 +2 位作者 孙灵豪 刘强 张嘉伟 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第7期542-549,共8页

针对高转速下磁悬浮分子泵径向位移波动量大极易失稳的问题,提出一种基于磁悬浮分子泵转子结构抑制其径向位移波动的方法。以一台1.5 kW,27720 r/min高速磁悬浮分子泵为例,建立三维计算模型,利用有限元法对转子刚体模态、弯曲模态、临... 针对高转速下磁悬浮分子泵径向位移波动量大极易失稳的问题,提出一种基于磁悬浮分子泵转子结构抑制其径向位移波动的方法。以一台1.5 kW,27720 r/min高速磁悬浮分子泵为例,建立三维计算模型,利用有限元法对转子刚体模态、弯曲模态、临界转速以及挠性支承进行耦合求解,确定转子径向位移波动频率与转速间的变化规律,在此基础上,对磁悬浮分子泵转子结构变化对其径向位移波动的影响进行分析研究,揭示影响磁悬浮分子泵转子径向位移波动的机理,确定磁悬浮分子泵转子径向位移波动频率与转子轴向长度之间的解析关系,通过与研制样机在全转速范围内径向位移波动试验对比分析,验证了仿真计算的准确性。此方法可抑制磁悬浮分子泵转子位移波动频率量在80 Hz以上,为高速磁悬浮分子泵设计提供参考。 展开更多

关键词 磁悬浮分子泵 振动 位移波动 有限元

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磁悬浮分子泵转子振动抑制研究 被引量：1

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作者 姚润晖 周瑾 +2 位作者 丁嵩 张越 徐园平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期116-122,共7页

磁悬浮分子泵具有工作转速高、转子极转动惯量大等特点,针对磁悬浮分子泵转子在升速过程中出现的弯曲模态振动以及涡动模态振动,提出了一种基于滤波交叉反馈与陷波器的大转动惯量磁悬浮转子控制方法。建立磁悬浮轴承-大转动惯量刚性转... 磁悬浮分子泵具有工作转速高、转子极转动惯量大等特点,针对磁悬浮分子泵转子在升速过程中出现的弯曲模态振动以及涡动模态振动,提出了一种基于滤波交叉反馈与陷波器的大转动惯量磁悬浮转子控制方法。建立磁悬浮轴承-大转动惯量刚性转子系统数学模型,求解得出转子涡动模态频率,根据该模型分析了滤波交叉反馈控制器对涡动模态振动的抑制效果,并且设计了陷波器用于抑制不同转速下的转子弯曲模态振动。试验结果表明,磁悬浮分子泵稳定升速至工作转速18000 r/min,转子振动位移为35μm,弯曲模态振动以及涡动模态振动得到了有效抑制。 展开更多

关键词 磁悬浮分子泵 交叉反馈控制 陷波滤波器 振动抑制

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无转速传感器的磁悬浮分子泵陀螺效应抑制 被引量：1

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作者 付磊 徐向波 李俊峰 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第21期3211-3221,共11页

磁悬浮分子泵在转速传感器故障或缺失时,常因陀螺效应无法有效抑制而失稳。针对该问题,提出了一种无转速传感器条件下的陀螺效应抑制方法。根据转子动力学建立分子泵转动方向的复系数模型,利用带非线性频率估计的可变相移角双输入自适... 磁悬浮分子泵在转速传感器故障或缺失时,常因陀螺效应无法有效抑制而失稳。针对该问题,提出了一种无转速传感器条件下的陀螺效应抑制方法。根据转子动力学建立分子泵转动方向的复系数模型,利用带非线性频率估计的可变相移角双输入自适应陷波器得到估计转速,并提供给控制系统。然后,在传统比例微分积分控制的基础上加入滤波交叉反馈环节抑制陀螺效应,通过双频伯德图分析系统的稳定性,并结合奈奎斯特图设计交叉反馈参数。最后,在磁悬浮分子泵平台上进行升速实验。实验结果表明:在中高速段的转速估计较为准确,与实际转速相差最大为2.04 Hz;在分子泵转速为350 Hz时,加入交叉反馈后,角位移响应在章动频率处的幅值从-37.34 dBV衰减到-60.11 dBV,在章动频率处的幅值从-57.24 dBV衰减到-76.15 dBV,且衰减后的幅值与环境噪声的幅值相当,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 磁悬浮分子泵 陀螺效应抑制 复系数模型 滤波交叉反馈 自适应转速估计

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基于大涡模拟的磁悬浮血泵的正交实验优化设计研究

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作者 吴鹏 潘志刚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期62-62,共1页

目的磁悬浮血泵避免了机械轴承引起的血液损伤,已大规模应用于临床治疗心衰。磁悬浮血泵实现了悬浮力和转子间隙大小的解耦,常采用较大的间隙以增强血液冲刷,降低间隙内应力,然而也导致血泵内湍流强度和血液损伤增加、水力学性能降低,... 目的磁悬浮血泵避免了机械轴承引起的血液损伤,已大规模应用于临床治疗心衰。磁悬浮血泵实现了悬浮力和转子间隙大小的解耦,常采用较大的间隙以增强血液冲刷,降低间隙内应力,然而也导致血泵内湍流强度和血液损伤增加、水力学性能降低,使得预测水力泵性能的经验公式失效,给采用湍流模拟方法预测血泵性能、辅助优化设计带来挑战。本研究旨在利用大涡模拟方法发展磁悬浮血泵的正交实验优化设计方法,并研究不同湍流模拟方法对血泵优化设计的影响。方法利用大涡模拟方法,采用正交试验设计对自行研发的磁悬浮离心血泵进行了优化,研究流道主要设计参数间的主次关系及不同湍流模拟方法对血泵优化设计的影响。结果研究发现,对压头和效率影响最大的参数分别是叶顶间隙、出口安放角、包角和叶顶间隙、短叶片入口安放角、包角。叶顶间隙是影响最大的因素,且影响程度远大于其他因素。研究显示,对于不同湍流模拟方法,对血泵性能有关键影响的主要参数也不同;大涡模拟预测的性能曲线与实验值的吻合度最高,且预测的不同血泵模型的压头变化趋势与实验值相关性最高,可以更好的评估血泵性能、指导血泵优化设计。结论本研究为磁悬浮血泵的优化设计提供了科学方法和技术支撑。 展开更多

关键词 大涡模拟 磁悬浮血泵 正交试验设计 水力学性能 机械轴承 安放角 泵性能 包角

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磁悬浮分子泵用Hartley涡流传感器 被引量：2

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作者 王坤 张利胜 +1 位作者 陈少华 韩邦成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期344-354,共11页

工业领域的磁悬浮分子泵用位移传感器除了要具有良好的静态特性外,还应具有高动态响应特性,同时其体积大小还影响着磁悬浮分子泵的抽速、真空度和压缩比。针对高真空磁悬浮分子泵,提出了一种基于Hartley原理的电涡流位移传感器设计方法... 工业领域的磁悬浮分子泵用位移传感器除了要具有良好的静态特性外,还应具有高动态响应特性,同时其体积大小还影响着磁悬浮分子泵的抽速、真空度和压缩比。针对高真空磁悬浮分子泵,提出了一种基于Hartley原理的电涡流位移传感器设计方法,将传感器对称探头接入同一振荡电路作为工作电感。对传感器的动态特性进行了分析,并提出了对其动态响应特性在不影响灵敏度和线性度等静态性能的情况下进行补偿的方法。实验结果表明,在-0.4~0.4mm内,传感器的线性度为±1.17%,灵敏度为9.901mV/μm,分辨率为0.25%,动态响应带宽达到了10.2kHz,两径向四路位移信号测量集成电路板体积仅为π×4~2 cm^2,大大减小了传感器体积,满足了磁悬浮分子泵面向更高抽速和更高真空度的发展需求。 展开更多

关键词 磁悬浮分子泵 电涡流位移传感器 Hartley 体积 动态特性

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磁悬浮复合转子章动模态的最优阻尼控制 被引量：1

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作者 贾日波 郑世强 陈琪 《轴承》 北大核心 2017年第8期24-31,共8页

为了抑制磁悬浮分子泵高速复合转子章动模态对稳定性的影响,提出了一种基于移相器的轴承力最优阻尼控制方法,建立了磁悬浮分子泵刚性复合转子的动力学模型,计算出转子闭环系统的最优控制相位,通过扫频检测闭环系统在临界转速处的滞后相... 为了抑制磁悬浮分子泵高速复合转子章动模态对稳定性的影响,提出了一种基于移相器的轴承力最优阻尼控制方法,建立了磁悬浮分子泵刚性复合转子的动力学模型,计算出转子闭环系统的最优控制相位,通过扫频检测闭环系统在临界转速处的滞后相位,定量获得系统的最优补偿相位,利用移相器对系统相位进行最优补偿,以保证系统在章动频率处的相位裕度,避免磁悬浮分子泵复合转子在高速下的章动失稳。经试验证明:采用最优阻尼控制方法,可使磁悬浮转子在高速运行时的章动模态幅值降低50%以上,对转子高速下的章动模态有较好的抑制效果。 展开更多

关键词 磁悬浮分子泵 章动模态 最优阻尼控制 移相器

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基于代价敏感型LightGBM的分子泵故障检测 被引量：7

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作者 贾凯 江明 +2 位作者 袁啸林 左桂忠 陈跃 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期55-64,共10页

针对EAST全超导托卡马克装置的分子泵在数据集不平衡条件下导致的故障识别率低,模型容易过拟合等问题,提出了一种基于时频域分析与改进的LightGBM算法相结合的方法。首先,利用在EAST搭建的分子泵实验平台采集正常与故障的振动数据,再对... 针对EAST全超导托卡马克装置的分子泵在数据集不平衡条件下导致的故障识别率低,模型容易过拟合等问题,提出了一种基于时频域分析与改进的LightGBM算法相结合的方法。首先,利用在EAST搭建的分子泵实验平台采集正常与故障的振动数据,再对数据进行时频域特征提取。其次,通过优化误分类代价,建立了代价敏感型LightGBM故障检测架构。最后,将得到的特征量作为代价敏感型LightGBM算法的输入,实现分子泵故障检测。经实验验证,该方法的正确率达99.4%,同时,所提出的方法在误报率和漏检率方面均优于传统分类算法与LightGBM算法。此方法能够有效解决模型过拟合问题,实现对分子泵故障的高准确率检测。 展开更多

关键词 故障检测 磁悬浮分子泵 时频域分析 LightGBM 真空泄漏

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面向半导体湿法制程的超洁净流控技术综述 被引量：5

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作者 杨津宇 杨军 +5 位作者 白晓蓉 任政钢 刘成卫 龚轩 胡亮 阮晓东 《液压与气动》 北大核心 2022年第5期1-17,共17页

湿法工艺作为半导体工艺的重要组成部分,通过化学品(酸、碱、溶剂等)与超纯水等液体介质,对晶圆表面进行刻蚀、清洗等处理,其制程需避免颗粒、金属、离子、细菌等污染物带来的工艺缺陷。为此,湿法工艺相关的化学品系统、超纯水系统与制... 湿法工艺作为半导体工艺的重要组成部分,通过化学品(酸、碱、溶剂等)与超纯水等液体介质,对晶圆表面进行刻蚀、清洗等处理,其制程需避免颗粒、金属、离子、细菌等污染物带来的工艺缺陷。为此,湿法工艺相关的化学品系统、超纯水系统与制程装备均需采用超洁净流控部件,但相关产品被国外垄断,我国对该技术领域的研究仍处起步阶段。该研究首先阐述了半导体湿法制程对超洁净流控部件的需求,剖析了该类部件的主要技术特征。进而,重点介绍了磁悬浮泵、波纹管泵、隔膜阀以及超声波流量传感器等超洁净流控部件的工作原理与发展历程,并分析了其关键技术与研究现状。最后,对超洁净流控技术的发展做出了展望。 展开更多

关键词 半导体 湿法制程 超洁净流控 磁悬浮泵 波纹管泵 隔膜阀 超声波流量传感器

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ChinaHeart左心辅助装置的动物在体存活实验 被引量：12

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作者 刘修健 吴广辉 +6 位作者 徐创业 王璟 侯晓彤 李海洋 杨朋 渠文波 蔺嫦燕 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期736-741,共6页

验证磁悬浮离心式左心辅助装置—ChinaHeart VAD的在体血液相容性和可靠性,评估其对实验动物主要终末器官的影响。通过6例健康绵羊的在体存活实验进行评估。在心脏不停跳的情况下,装置入口插入左心尖,出口与降主动脉吻合。术前和术后做... 验证磁悬浮离心式左心辅助装置—ChinaHeart VAD的在体血液相容性和可靠性,评估其对实验动物主要终末器官的影响。通过6例健康绵羊的在体存活实验进行评估。在心脏不停跳的情况下,装置入口插入左心尖,出口与降主动脉吻合。术前和术后做血常规、生化及血凝检查,术后连续监测动物存活及辅助装置运行状况。择期动物安乐死后,进行终末主要脏器的宏观和病理学检查。4只羊术后3～28 h内因麻醉或手术意外死亡;2只羊成功复苏并分别辅助20 d和38 d后施行安乐死。对于成功存活的2例实验动物,术后护理期间血常规、生化和血凝检查结果均在正常范围内,辅助装置无机械故障发生。尸检时1只羊(存活20 d)血泵泵体内发现一肉眼可见小块血栓沉积,其余无血栓形成;组织病理检查发现2只羊左肺贴近辅助装置部位均可见有小叶性肺炎,其余终末脏器无明显病变发生。ChinaHeart VAD在体辅助期间血液相容性能良好,对各主要终末脏器无显著影响,具有较好的可靠性;动物存活实验中麻醉呼吸管理和手术操作也至关重要。 展开更多

关键词 左心室辅助装置 ChinaHeart 磁悬浮血泵 在体实验

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