同極性徑向混合磁懸浮軸承的基礎研究
發(fā)布時間：2021-10-22 16:19
超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)是一種新興的渦輪發(fā)電設備,其發(fā)電效率和系統(tǒng)功耗與渦輪轉子的轉速有直接關系。然而傳統(tǒng)機械軸承由于存在接觸摩擦、機械磨損,導致其支承下的渦輪轉子難以順利跨階,阻礙了轉子突破最高轉速,發(fā)電效率無法提高,系統(tǒng)功耗無法降低。而根據(jù)相關研究可知,混合磁懸浮軸承的引入,能消除機械摩擦磨損,有效降低主動磁懸浮軸承功率損耗,同時能實時在線調整軸承剛度阻尼,改變轉子支承特性,解決機械軸承支承系統(tǒng)的問題。因此,本文提出采用混合磁懸浮軸承替代傳統(tǒng)機械軸承,然后主要研究了以下內容:（1）總結了同極性與異極性徑向混合磁懸浮軸承的基本結構特性與優(yōu)缺點,然后研究了一種同極性徑向混合磁懸浮軸承（Radial Hybrid Magnetic Bearing,RHMB）,采用基于漏磁與磁阻系數(shù)修正的等效磁路法建立了磁路模型,推導出懸浮力方程,定性分析了永磁負剛度產生機理,最后給出了同極性RHMB結構參數(shù)設計過程。（2）采用正交實驗法對個別結構參數(shù)進行了仿真優(yōu)化,然后通過仿真分析了氣隙磁場分布規(guī)律,驗證了理論設計的正確性;利用理論與仿真計算獲得的氣隙磁通密度比值修正了支承剛度曲線偏差;徑向耦合特性的分析...
【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一C02發(fā)電機組組件圖
同極性 RHMB 基本結構形式本節(jié)根據(jù)參考的類型劃分依據(jù)將同極性 RHMB 的基本結構進行劃分，地闡述其工作原理和應用場合。文獻[24-30]研究了多種同極性 RHMB，其定子夾裝永磁體，基本結構僅畫出豎直方向）如圖 2-1 所示。根據(jù)分類可劃分為全氣隙懸浮型 RHMRHMB 包含兩個徑向定子，每個定子均為四磁極結構，對稱分布在軸向磁體兩側，八個線徑與匝數(shù)均相同的徑向控制繞組分別纏繞在兩個定子定子相對磁極上的兩個線圈串聯(lián)，產生控制磁通與偏置磁通矢量疊加生可控的懸浮力，滿足轉子懸浮要求。由于線圈多至八個，必須保證空間放置線圈，且永磁體的充磁方向上的厚度也必須大到足以提供滿偏置磁場，因此該 RHMB 軸向長度相對較長，結構也比較復雜；但是極均是主磁極，均可提供可控的懸浮力，因此其控制性能較好，所以泛，例如磁懸浮飛輪中的RHMB[25]，五自由度反應飛輪系統(tǒng)使用的RHM
產生向左的電磁力平衡外部擾動。同理，在豎直方向上是同。文獻[30-36]研究了另外幾種同極性 RHMB，其轉子套裝永磁體，基本路（僅畫出豎直方向）如圖 2-2 所示。依照劃分依據(jù)可分為全氣隙懸MB，其轉子共分為三個部分，兩個導磁圓筒與永磁環(huán)，兩個導磁圓環(huán)分環(huán)兩側；其定子部分同樣為兩個四磁極結構，并且每個定子的磁軛部成隔磁材料；軸向方向相對應的兩個定子磁極通過導磁鐵芯連接在一圈的繞法與上一種結構有所不同，每個定子相對磁極線圈與軸向方向磁極線圈串聯(lián)，產生的控制磁通在軸承截面流通；此全氣隙懸浮型 R浮原理與上一種 RHMB 近似相同，且應用對象也大致相似，例如磁懸能系統(tǒng)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)等[34-35]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]永磁偏置徑向磁軸承拓撲研究及其進展[J]. 趙旭升. 微特電機. 2016(01)
[2]二氧化碳發(fā)電前沿技術發(fā)展簡述[J]. 高峰,孫嶸,劉水根. 海軍工程大學學報(綜合版). 2015(04)
[3]基于偏置/控制磁場比例約束的單邊混合型軸向磁軸承設計[J]. 鄒望蠡,王曉琳,鄧智泉,劉勝利. 機械科學與技術. 2015(10)
[4]利用CO2動力循環(huán)的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)[J]. 韓樂靜. 水泥. 2014(09)
[5]永磁偏置型徑向磁懸浮軸承參數(shù)設計方法研究[J]. 梅磊,張廣明,王德明. 機械科學與技術. 2013(12)
[6]永磁偏置軸向磁懸浮軸承的類型劃分與拓撲結構設計[J]. 梅磊,朱劍,張廣明,王德明. 微特電機. 2013(11)
[7]永磁偏置軸向磁懸浮軸承拓撲結構研究現(xiàn)狀[J]. 張廣明,朱劍,梅磊. 微特電機. 2013(08)
[8]基于精確磁路的永磁偏置軸向徑向磁軸承設計[J]. 汪波,鄧智泉,趙旭升,劉程子,華春. 中國機械工程. 2012(17)
[9]新型混合徑向磁軸承結構及其磁力特性[J]. 陳君輝,楊逢瑜,聶朝瑞,李正貴,楊軍,王鵬雁. 蘭州理工大學學報. 2012(04)
[10]異極性永磁偏置徑向磁軸承的參數(shù)設計與實現(xiàn)[J]. 趙旭升,鄧智泉,汪波. 電工技術學報. 2012(07)
博士論文
[1]大氣隙混合磁懸浮軸承相關理論及設計方法的研究[D]. 王念先.武漢理工大學 2013
[2]混合型磁懸浮軸承基礎研究[D]. 梅磊.南京航空航天大學 2009
碩士論文
[1]大氣隙混合磁力軸承磁場分布規(guī)律研究[D]. 簡寶寅.武漢理工大學 2012
本文編號：3451452
【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一C02發(fā)電機組組件圖
同極性 RHMB 基本結構形式本節(jié)根據(jù)參考的類型劃分依據(jù)將同極性 RHMB 的基本結構進行劃分，地闡述其工作原理和應用場合。文獻[24-30]研究了多種同極性 RHMB，其定子夾裝永磁體，基本結構僅畫出豎直方向）如圖 2-1 所示。根據(jù)分類可劃分為全氣隙懸浮型 RHMRHMB 包含兩個徑向定子，每個定子均為四磁極結構，對稱分布在軸向磁體兩側，八個線徑與匝數(shù)均相同的徑向控制繞組分別纏繞在兩個定子定子相對磁極上的兩個線圈串聯(lián)，產生控制磁通與偏置磁通矢量疊加生可控的懸浮力，滿足轉子懸浮要求。由于線圈多至八個，必須保證空間放置線圈，且永磁體的充磁方向上的厚度也必須大到足以提供滿偏置磁場，因此該 RHMB 軸向長度相對較長，結構也比較復雜；但是極均是主磁極，均可提供可控的懸浮力，因此其控制性能較好，所以泛，例如磁懸浮飛輪中的RHMB[25]，五自由度反應飛輪系統(tǒng)使用的RHM
產生向左的電磁力平衡外部擾動。同理，在豎直方向上是同。文獻[30-36]研究了另外幾種同極性 RHMB，其轉子套裝永磁體，基本路（僅畫出豎直方向）如圖 2-2 所示。依照劃分依據(jù)可分為全氣隙懸MB，其轉子共分為三個部分，兩個導磁圓筒與永磁環(huán)，兩個導磁圓環(huán)分環(huán)兩側；其定子部分同樣為兩個四磁極結構，并且每個定子的磁軛部成隔磁材料；軸向方向相對應的兩個定子磁極通過導磁鐵芯連接在一圈的繞法與上一種結構有所不同，每個定子相對磁極線圈與軸向方向磁極線圈串聯(lián)，產生的控制磁通在軸承截面流通；此全氣隙懸浮型 R浮原理與上一種 RHMB 近似相同，且應用對象也大致相似，例如磁懸能系統(tǒng)、衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)等[34-35]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]永磁偏置徑向磁軸承拓撲研究及其進展[J]. 趙旭升. 微特電機. 2016(01)
[2]二氧化碳發(fā)電前沿技術發(fā)展簡述[J]. 高峰,孫嶸,劉水根. 海軍工程大學學報(綜合版). 2015(04)
[3]基于偏置/控制磁場比例約束的單邊混合型軸向磁軸承設計[J]. 鄒望蠡,王曉琳,鄧智泉,劉勝利. 機械科學與技術. 2015(10)
[4]利用CO2動力循環(huán)的水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)[J]. 韓樂靜. 水泥. 2014(09)
[5]永磁偏置型徑向磁懸浮軸承參數(shù)設計方法研究[J]. 梅磊,張廣明,王德明. 機械科學與技術. 2013(12)
[6]永磁偏置軸向磁懸浮軸承的類型劃分與拓撲結構設計[J]. 梅磊,朱劍,張廣明,王德明. 微特電機. 2013(11)
[7]永磁偏置軸向磁懸浮軸承拓撲結構研究現(xiàn)狀[J]. 張廣明,朱劍,梅磊. 微特電機. 2013(08)
[8]基于精確磁路的永磁偏置軸向徑向磁軸承設計[J]. 汪波,鄧智泉,趙旭升,劉程子,華春. 中國機械工程. 2012(17)
[9]新型混合徑向磁軸承結構及其磁力特性[J]. 陳君輝,楊逢瑜,聶朝瑞,李正貴,楊軍,王鵬雁. 蘭州理工大學學報. 2012(04)
[10]異極性永磁偏置徑向磁軸承的參數(shù)設計與實現(xiàn)[J]. 趙旭升,鄧智泉,汪波. 電工技術學報. 2012(07)
博士論文
[1]大氣隙混合磁懸浮軸承相關理論及設計方法的研究[D]. 王念先.武漢理工大學 2013
[2]混合型磁懸浮軸承基礎研究[D]. 梅磊.南京航空航天大學 2009
碩士論文
[1]大氣隙混合磁力軸承磁場分布規(guī)律研究[D]. 簡寶寅.武漢理工大學 2012
本文編號：3451452
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