永磁轴承的设计与力学特性分析

发布时间：2021-11-26 02:22

　　磁悬浮轴承具有运转速度高、噪声小、功耗低、寿命长、隔振等优点。永磁轴承具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、反应时间常数小、造价低廉、几乎无能耗等优点。我国有丰富的稀土资源,开发用于承载主载荷的永磁轴承无疑具有得天独厚的优势,而且有很好的发展前景。改善电磁轴承磁力非线性最常用的方法是在轴承气隙中提供一个偏置磁场,一种是利用轴承线圈的偏置电流产生,另一种则是利用永磁体产生。利用永磁体为电磁轴承提供偏置磁场,不仅可以减小轴承发热,而且可以简化轴承结构,本文首先针对一种永磁偏置径向磁轴承,详细介绍其工作原理,并利用等效磁路法建立了该轴承的磁浮力的数学模型,利用ANSYS有限元软件对此轴承进行二维与三维有限元仿真,很好的验证了磁悬浮机理的正确性,同时也确定了该方法计算的可靠性。在此基础上,给出了一套规范的永磁偏置磁轴承的设计与计算方法。为该磁轴承的设计提供了理论依据。本文利用等效磁荷法建立了双环永磁轴承的磁力模型,在此基础上,分析了双环永磁轴承在发生轴向偏移或径向偏移的情况下,轴承的径向、轴向承载力;以及轴承的轴向与径向的藕合特性。同时,论文借助于有限元软件ANSYS对双环永磁轴承进行轴向与... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电磁轴承工作原理

供静态偏置磁场，轴承径向的电磁线圈为轴承提供控制磁场。根据轴承的偏移情况提供不同的控制电流使轴承回复到平衡位置。图2一2给出了本文所设计的永磁偏置轴承的轴向磁路，永磁体产生的磁通分别经过轴承定子，径向间隙，转子叠片，径向间隙，轴承定子最后回到永磁铁S极。图2一3为电磁线圈控制的磁通，由于上下线圈为串联结构，所以磁回路为:由上面的磁极出发，经过上部的径向间隙，转子叠片，下端的径向间隙，下端的磁极，经过轴承定子回到上端的磁极处。虽然电磁与永磁的路径不同，但是二者在自己的回路中都同时经过轴承的间隙

其中气二Ga，+氏一十吼++气- (2.10)2.3径向永磁偏置磁轴承基本工作原理图2一2为轴承稳定悬浮时，磁轴承转子在永久磁铁和控制线圈产生的静磁场吸力下处于悬浮的中间位置【25’‘’6’‘川‘’8’，也称这个位置为参考位置。由于结构的对称性(忽略重力的影响)，永磁体产生的磁通在转子上部气隙lu，和下部气隙lun处是相等的，此时上下受力相等，磁场状态如图2一8所示(图是磁场有限元分析软件ANsYS的分析结果，图中的曲线代表磁力线

【参考文献】：
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本文编号：3519233