磁力軸承是典型的電磁能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的裝置,其電磁場(chǎng)特征從本質(zhì)上反映了磁力軸承的整體性能。磁力軸承的磁性材料的非線性磁導(dǎo)率和磁飽和、漏磁、磁耦合、渦流等因素使得磁力軸承電磁場(chǎng)具有很強(qiáng)的空間非線性和動(dòng)態(tài)特征。因此通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法研究磁力軸承電磁場(chǎng)的空間分布和變化規(guī)律對(duì)于提高磁力軸承的整體性能具有重要意義。本文以八極徑向磁力軸承為例,針對(duì)磁力軸承轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮和動(dòng)態(tài)懸�。ㄐD(zhuǎn)）這兩種典型運(yùn)行狀態(tài),推導(dǎo)出磁力軸承電磁場(chǎng)的磁勢(shì)方程,界定了磁力軸承電磁場(chǎng)的邊界條件,選用有限元方法求解磁力軸承電磁場(chǎng)邊值問(wèn)題。針對(duì)轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮狀態(tài),建立磁力軸承靜態(tài)電磁場(chǎng)模型�？紤]定子和轉(zhuǎn)子鐵磁材料的BH曲線、磁飽和、漏磁、磁耦合等非線性因素,使用三維有限元方法計(jì)算磁力軸承靜態(tài)電磁場(chǎng)的空間分布,結(jié)果表明上述非線性因素對(duì)磁力軸承的關(guān)鍵性能參數(shù)—?dú)庀洞磐芏群痛帕τ酗@著影響。構(gòu)建了徑向磁力軸承實(shí)驗(yàn)裝置靜態(tài)電磁場(chǎng)測(cè)量平臺(tái),使用三通道高斯計(jì)測(cè)量了徑向磁力軸承實(shí)驗(yàn)裝置的磁通密度分布,使用磁通密度的實(shí)測(cè)值對(duì)電磁場(chǎng)三維有限元模型進(jìn)行了修正,修正后的有限元模型達(dá)到一定的準(zhǔn)確性。針對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài),建立磁力軸承旋轉(zhuǎn)電磁... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

磁力軸承工作原理

學(xué)特性14347]，抑制磁懸浮轉(zhuǎn)子的振動(dòng)148一52]、降低磁力軸承的功率損耗等153一，7]。圖1一3美國(guó)NASA太空站磁懸浮飛輪電池圖1一4法國(guó)sZM公司高速磁懸浮主軸圖1一5瑞典SKF公司磁懸浮壓縮機(jī)以上研究都必須以磁力軸承的電流一力一位移之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，因?yàn)榇帕S承是一種典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它運(yùn)行時(shí)輸入為定子線圈中的電流，輸出為電磁力和轉(zhuǎn)子的空間位置，電流一力一位移之間的關(guān)系從本質(zhì)上直接反映了磁力軸承的整體性能，而由于磁力軸承定子與轉(zhuǎn)子磁性材料的非線性磁導(dǎo)率和磁飽和、漏磁、磁極之間的磁禍合、渦流、磁滯等因素，使得電流一力一位移之間的關(guān)系具有很強(qiáng)的空間、非線性和動(dòng)態(tài)特征。在以往的研究中，通常采用磁路方法對(duì)電流一力一位移之間的關(guān)系進(jìn)行研究:其優(yōu)勢(shì)在于模型簡(jiǎn)單，計(jì)算快捷，然而存在以下問(wèn)題:(l)在磁力軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

圖1一3美國(guó)NASA太空站磁懸浮飛輪電池圖1一4法國(guó)sZM公司高速磁懸浮主軸圖1一5瑞典SKF公司磁懸浮壓縮機(jī)以上研究都必須以磁力軸承的電流一力一位移之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，因?yàn)榇帕S承是一種典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它運(yùn)行時(shí)輸入為定子線圈中的電流，輸出為電磁力和轉(zhuǎn)子的空間位置，電流一力一位移之間的關(guān)系從本質(zhì)上直接反映了磁力軸承的整體性能，而由于磁力軸承定子與轉(zhuǎn)子磁性材料的非線性磁導(dǎo)率和磁飽和、漏磁、磁極之間的磁禍合、渦流、磁滯等因素，使得電流一力一位移之間的關(guān)系具有很強(qiáng)的空間、非線性和動(dòng)態(tài)特征。在以往的研究中，通常采用磁路方法對(duì)電流一力一位移之間的關(guān)系進(jìn)行研究:其優(yōu)勢(shì)在于模型簡(jiǎn)單，計(jì)算快捷，然而存在以下問(wèn)題:(l)在磁力軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)用磁力軸承的分析與設(shè)計(jì)[J]. 胡業(yè)發(fā),許開(kāi)國(guó),張錦光,呂輝榜.  軸承. 2008(07)
[2]Fe83Ga17合金的磁致伸縮性能和結(jié)構(gòu)分析[J]. 韓志勇,馬芳,張茂才.  磁性材料及器件. 2006(02)
[3]電磁推力軸承的磁場(chǎng)分析及磁路概念設(shè)計(jì)[J]. 王澄泓,汪希平,吳明貴.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2005(04)
[4]轉(zhuǎn)子磁體永磁偏置混合磁軸承的三維有限元分析[J]. 頓月芹,徐衍亮,孔宇.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2005(01)
[5]主動(dòng)電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)的分析研究[J]. 周朝暾,汪希平,嚴(yán)慧艷.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2004(10)
[6]磁浮軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 何欽象,劉穎.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[7]磁懸浮系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的開(kāi)環(huán)辨識(shí)[J]. 施建,李黎川.  微細(xì)加工技術(shù). 2004(02)
[8]磁軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力特性建模與優(yōu)化仿真[J]. 孫首群,虞烈.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2003(03)
[9]實(shí)心轉(zhuǎn)子—電磁軸承系統(tǒng)的損耗分析[J]. 曹廣忠,虞烈,謝友柏.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2003(01)
[10]磁浮多電航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 徐龍祥,周波.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2003(01)



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