在磁懸浮領(lǐng)域中,應(yīng)用最廣泛的就是磁懸浮軸承。它是利用電磁力將轉(zhuǎn)軸懸浮在磁場中,使轉(zhuǎn)子在空間無機械接觸、無磨損地旋轉(zhuǎn)的一種新型高性能軸承。由于具有無需潤滑、無油污染、壽命長以及適用于許多應(yīng)用環(huán)境等優(yōu)點,因而具有一般傳統(tǒng)軸承所無法比擬的優(yōu)越性,因此近年來國內(nèi)外對其研究都頗為重視。為了提高磁懸浮軸承的性能,需要合理設(shè)計磁軸承的結(jié)構(gòu),這就要求對磁軸承的電磁場以及磁懸浮力有深入的了解,為此本文基于有限元分析軟件COMSOL Multiphysics建立了主動磁軸承系統(tǒng)的有限元分析模型,通過仿真對磁懸浮軸承在單側(cè)磁極作用和差動磁極作用兩種工作方式下,激勵電流、氣隙寬度、磁極寬度、偏心等因素對其電磁力的影響進行了深入細致的探討。然后,本文探討了一種將優(yōu)化軟件iSIGHT與COMSOL Multiphysics相結(jié)合來對磁懸浮軸承進行優(yōu)化設(shè)計的方法,并采取序列二次規(guī)劃算法對磁軸承進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,得出了相應(yīng)條件下磁軸承的最優(yōu)參數(shù),取得了滿意的結(jié)果,從優(yōu)化結(jié)果來看:COMSOL與iSIGHT軟件相結(jié)合來對磁懸浮軸承進行分析設(shè)計是一個快捷、有效的方法.最后,為磁軸承系統(tǒng)建立單自由度的控制模型,本文采用經(jīng)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

五自由度磁懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)簡圖

圖 1-2 徑向磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)Fig.1-2 Structure of radial AMB力磁懸浮軸承是控制轉(zhuǎn)子在軸線方向上的運動，因此，軸向磁浮軸承的布局來說比較簡單，可以作為單自由度磁懸浮軸承布結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示，轉(zhuǎn)子由推力盤和軸構(gòu)成，根據(jù)實際情況，結(jié)構(gòu)或單獨加工采用過盈配合裝配。軸向磁軸承的推力盤及定鐵等導(dǎo)磁性較好的材料制作。軸向磁軸承定子鐵芯和推力盤的導(dǎo)磁性能外，還應(yīng)滿足一定的機械性能，這兩者往往相互矛盾

圖 1-3 軸向磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)Fig.1-3 Structure of axial AMB主動磁懸浮軸承利用電磁鐵和鐵磁材料之間的吸力實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的無接觸懸浮，一套完整的磁軸承通常由轉(zhuǎn)子、位移傳感器、控制器、功率放大器、定子組成，轉(zhuǎn)子一方面受到重力作用，另一方面還受到可控電磁力的作用，動態(tài)電磁力依據(jù)轉(zhuǎn)子位置的變化而不斷地得到調(diào)整，從而使轉(zhuǎn)子始終穩(wěn)定地懸浮在平衡位置附近。其工作原理如圖 1-4 所示：

【參考文獻】：
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本文編號：3281527