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作者：李民;崔玉坤;王清洁;伍培明;温朝伟;高广东;
单位：河南科技大学车辆与交通工程学院;中原内配明达氢能源有限公司;
摘要：为满足氢燃料电池系统对高速稳定空压机的需求，使用软件仿真和实验结合分析的方法，对搭载了动压空气轴承的25 kW氢燃料电池系统用空压机转子系统进行稳定性分析。首先使用Creo建模软件建立了空压机转子系统动力学模型；再使用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真计算，探究了空气轴承支撑刚度以及轴承跨距对临界转速的影响；然后使用流固耦合法计算了径向轴承气膜表面压力与温度分布、平箔片变形程度和轴承承载力；最后在空压机性能测试实验台架上，测试了空压机额定转速下转子的振幅、轴心轨迹和转子振动情况，并进行了15万次启停实验与交变载荷实验和2 000 h高负载耐久实验。结果表明：在额定转速100 000 r/min时，转子系统轴心振幅为13.1μm,整机振动加速度最大为17.64 m/s~2,未出现异常振动现象；启停实验过程中温度维持在30～34℃,交变负载实验过程中温度维持在66～68℃,高负载实验过程中温度维持在94～96℃,3项耐久试验结束后轴承、叶轮未出现明显磨损，表现出良好的动态稳定性。
关键词：氢燃料电池;;空压机;;临界转速;;空气轴承;;轴心轨迹;;稳定性分析
基金资助：国家自然科学基金项目(22309043);; 河南省重点研发专项(231111242000)
