【摘要】： 磁懸浮軸承是利用磁場力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間,使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有任何機械接觸的一種新型高性能軸承,具有無摩擦、無損耗、無污染、低能耗、低噪聲以及壽命長等優(yōu)點,為了使磁懸浮軸承在更多的工業(yè)領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用,使其結(jié)構(gòu)簡單并且性能優(yōu)越,研究降低成本,具有重要的現(xiàn)實意義。本文采用有限元法分析電磁場,然后對徑向磁懸浮軸承進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,具體工作包括: 首先,本文給出了磁懸浮軸承的麥克斯韋方程組、邊界條件以及用有限元法求解徑向磁懸浮軸承的一般步驟,為對磁懸浮軸承進行電磁場分析奠定了基礎(chǔ)。用ANSOFT公司出品的MAXWELL軟件對徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子和定子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致磁路耦合、定子與氣隙交界處磁密急劇增加等結(jié)構(gòu)特性進行詳盡的有限元分析。 其次,對徑向磁懸浮軸承的一般結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了推導(dǎo):包括磁性材料的選擇、磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)計、槽型結(jié)構(gòu)的選擇、各個結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系等,并且對熱量損失進行了校驗。 第三,根據(jù)前述的電磁場分析的結(jié)論和徑向磁懸浮軸承的一般設(shè)計過程,本文提出了兩個優(yōu)化目標(biāo):承載力最大和定子外徑最小,根據(jù)不同的約束條件給出了三個具體的實現(xiàn)算法。 最后,用VisualBasic編寫了磁懸浮軸承系統(tǒng)設(shè)計軟件,此軟件包括:徑向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計和損耗分析,并給出了設(shè)計的樣機和實驗效果。
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文如圖2.1所示，定子和轉(zhuǎn)子軸頸用層疊的高導(dǎo)磁軟磁材料制成，轉(zhuǎn)軸用低導(dǎo)磁率的材料制成，并作如下假設(shè):①忽略繞組漏磁通;②忽略鐵芯和轉(zhuǎn)子的磁阻，只考慮空氣部分的導(dǎo)磁性;③忽略磁性材料的磁滯和渦流。圖2.1徑向磁懸浮軸承由于電磁軸承中的控制電流頻率較低，所以，其電磁特性可以用似穩(wěn)磁場問題來求解。由于磁場繞組中存在電流，電流密度矢量為J，引入矢量磁勢A，并定義 B=VxA(2一10)為了保證磁勢的唯一性

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文MAXwELL電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場和溫度場分析模塊，，可以用來分析電機、傳感器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵器等電磁裝置的靜態(tài)、瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)、正常工況和故障工況的特性。MAXWELL的主要特點有:①自上而下執(zhí)行的用戶界面;②領(lǐng)先的自適應(yīng)網(wǎng)格拋分技術(shù);③用戶定義材料庫;④強大的后處理功能，高效方便的繪圖功能[’0l。進入MAXWELL軟件，首先是它的控制面板如圖2.2所示。主要是新建工程、運行已存在的工程、移動、復(fù)制等操作。麗衛(wèi)里口......口.娜圈靡娜瞬耀巍蘸摹霎{羹羹】馨馨】i鬢鑫爪一粉一二運」刊}
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH133.3

【引證文獻】

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1 萬金貴;汪希平;李文鵬;賈東方;錢婧;田豐;;徑向磁力軸承的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計方法[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版);2010年01期

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1 王莉娜;磁懸浮軸承系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與研究[D];大連交通大學(xué);2010年

2 李俊龍;儲能飛輪混合支撐系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 劉萬濤;主動磁懸浮軸承技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2656216