不同盘间距下可调速异步盘式磁力联轴器的传动性能分析

提出一种具有新型结构的可调速异步盘式磁力联轴器,通过调节装置改变永磁体盘与铜导体盘间的距离,迅速调整气隙磁场的大小,更好更快地控制不同转速与转矩的输出。同时,采用有限元模拟软件对磁力联轴器进行建模分析,得出盘间距对传动性能的影响。模拟结果表明:气隙的轴向磁通密度近似呈周期性分布,周期数为9,即永磁体的磁极对数;随着盘间距的增大,可调速异步盘式磁力联轴器的输出转矩呈现先减小后增大的趋势;当盘间距h=40 mm时,输出转矩最小,且转矩波动值最大;双边盘式磁力联轴器较普通盘式磁力联轴器而言,轴向力几乎为零。研究结果对可调速盘式磁力联轴器的性能研究具有很好的指导意义。     

井下涡轮发电机磁力传动机构的耦合磁场分析

泥浆发电机利用磁力传动机构传递力矩,带动发电机转子轴旋转,从而达到连续供电的目的,为井下仪器提供能量。采用有限元的方法对井下磁力传动机构的耦合磁场建立数学模型,将磁场三维问题转化成二维问题进行分析计算,并用Ansoft Maxwell软件进行仿真;分析了磁力传动机构的结构参数外磁极厚度、内磁极厚度,气隙厚度对磁力矩的影响,仿真得出磁力传动机构不同偏角所对应的的磁场分布状况和磁力矩间的关系,为磁力传动机构的力学性能的研究提供了参考。     

磁通方向变化对电磁轴承径向耦合动特性的影响

电磁轴承轴颈径向的微小扰动Δx或Δy除了影响轴承气隙长度外,同时还会影响轴承的磁通方向,此时,如果仅考虑轴承气隙变化,电磁轴承径向不会产生耦合;如果进一步考虑轴承磁通方向的变化,将会改变轴承磁力在径向的分配,从而导致轴承产生径向耦合。本文首先分析了轴颈径向扰动对电磁轴承磁通方向的影响,然后,在同时考虑气隙和磁通方向变化的基础上建立了电磁轴承径向刚度的计算模型,最后给出了轴承磁极耦合刚度的数值计算结果,并进行了相应的分析。     

基于FBG的磁力轴承气隙磁通密度动态测量及分析

在磁力轴承转子3种转速（1080r／min、1320r／min和1500r／min）以及6种线圈电流（0．5A、1A、1．5A、2．0A、2．5A和2．95A）的条件下,通过光纤布喇格光栅传感装置对磁力轴承定子与转子之间的气隙磁通密度进行了动态测量,并对测量结果进行了FFT分析,测量结果与有限元计算结果达到一定的一致性...     

混合磁轴承磁场与磁力解析计算

为克服传统线性近似法的不足,采用积分法计算一种新型混合磁轴承的气隙磁阻,在此基础上得到气隙磁场分布及转子所受磁力的解析解,并将计算结果与线性近似法计算结果进行比较。将上述两种方法对气隙磁场分布的计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明积分法计算结果与有限元计算结果非常吻合,而线性近似法误差较大。线性近似法计算气隙磁阻和磁力的误差大小与转子位移大小和方向有关,尽管磁阻误差较小,但磁力误差在12%以上。积分法可以有效提高气隙磁阻、磁场分布和磁力的计算精度,为磁轴承分析与设计提供有力依据。     

永磁磁力轴承的悬浮力分析与计算

阐述虚功原理的有限元计算方法，采用虚功原理法对轴向永磁磁力轴承进行了悬浮力的分析和计算，并就该类轴承的两磁环之间的气隙和结构参数对轴承性能的影响进行了研究。计算结果表明，对轴向永磁磁力轴承，两磁环之间的气隙和结构参数对悬浮力有明显的影响，它为永磁磁力轴承的设计优化提供了理论依据。     

双气隙双实心电磁感应式磁力联轴器传动特性分析

磁力联轴器结构简单,传动效率高,应用广泛,对其传动特性的分析研究有着重要意义。文中依据电磁感应原理,提出一种双面气隙双层实心的电磁感应式磁力联轴器结构,运用Ansoft Maxwell软件建立有限元分析计算模型,进行静磁场分析,并针对影响传递转矩的永磁铁磁极对数、永磁铁厚度、气隙厚度、内转子外层厚度等结构参数进行数值分析,得出各结构参数对磁力联轴器传递性能的影响规律,丰富了磁力传动的理论与应用,为磁力联轴器的结构优化提供了理论基础。     

可调速同轴式异步磁力联轴器的传动机理及工作特性分析

提出了一种可调速同轴式异步磁力联轴器,通过远程智能控制器改变内外转子之间的啮合面积,调节气隙磁场强度,从而实现速度的可调节。同时,利用有限元软件对该磁力联轴器进行三维瞬态磁场模拟,分析研究了轴向位移变化对磁力联轴器的传动特性的影响。结果表明,径向气隙的磁通密度近似呈周期性分布,周期数为7,即永磁体的磁极对数;随着轴向位移长度的增加,径向气隙磁密逐渐减小,在轴向位移长度为16²4 mm时,径向气隙磁密呈线性减小;输出转矩随轴向移动长度的增加近似呈线性减小,且在024 mm时,径向气隙磁密呈线性减小;输出转矩随轴向移动长度的增加近似呈线性减小,且在0²5 ms时,输出转矩会出现一个较大波动,在10025 ms时,输出转矩会出现一个较大波动,在100²00 ms时转矩慢慢趋于平稳。     

电磁轴承磁场分析和优化设计

电磁轴承通过控制电磁力实现转子的无接触悬浮.为了更好的控制电磁力,须对电磁铁磁场分布进行研究.对八磁极电磁铁磁场进行了磁路分析和有限元方法的计算,并计算了电磁轴承的承载力,以最大承载力为目标,对气隙和磁极柱宽度进行了优化,对优化结果进行了分析,分析结果对电磁轴承设计有一定的指导作用.     

双交替极磁力联轴器传动性能研究

传统磁力联轴器的性能依赖于稀土材料,其结构对永磁材料的利用率不高,难以进一步优化.文中改变了磁力联轴器的磁极结构,于内外转子均采用永磁极与铁芯极交替排布,提出一种双交替极径向同步磁力联轴器;通过有限元分析,对比验证了交替极结构与传统结构联轴器的气隙磁密、磁场分布和转矩性能.通过验证得到,在保证材料用量的前提下,交替极联...     

基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法

利用磁悬浮轴承高速电主轴作为检测器件解决高速磨削法向磨削力实时在线测量困难的问题。通过对磁悬浮轴承高速电主轴转子的动力学分析,得到法向磨削力与电主轴转子位移的两阶导数和转子受到的电磁力的关系。转子的位移数据可由磁悬浮轴承电主轴中的位移传感器的输出得到。为了精确求取电磁力,气隙磁通密度采用图解法求出,消除线性化引入的系统误差;气隙宽度由遍历搜索法标定,消除系统加工装配误差对电磁力测量带来的影响;引入修正系数对由漏磁、磁滞和边缘效应带来的测量误差进行补偿,修正系数由三层神经网络动态实时求出。通过静态和动态试验对电磁力和动态磨削力的检测结果进行验证,试验结果证明基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法的有效性和准确性。     

Dynamic Stiffness nalysis and Experimental Verific tion of Axial Magnetic Bearing Based on Air Gap Flux Variation in Magnetically Suspended Molecular Pump

Current and displacement sti ness are important parameters of axial magnetic bearing(AMB) and are usually con-sidered as constants for the control system. However, in actual dynamic work situations, time-varying force leads to time-varying currents and air gap with a specific frequency, which makes the sti ness of appear decrease and even worsens control performance for the whole system. In this paper, an AMB dynamic sti ness model considering the flux variation across the air gap due to frequency is established to obtain the accurate dynamic sti ness. The dynamic sti ness characteristics are analyzed by means of the dynamic equivalent magnetic circuit method. The analytical results show that the amplitude of current and displacement sti ness decreases with frequency increasing. Moreover, compared with the sti ness model without considering the variation of flux density across the air gap, the improved dynamic sti ness results are closer to the actual results. Through the dynamic sti ness measurement method of AMB, experiments of AMB in magnetically suspended molecular pump(MSMP) are carried out and the experimental results are consistent with theoretical analysis results. This paper proposes the dynamic sti ness model of axial magnetic bearing considering the variation of flux density across the air gap, which improves the accuracy of the AMB sti ness analysis.     

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承漏磁分析

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承的定转子气隙间存在漏磁现象,为了准确计算漏磁的大小,从而精确地对磁轴承进行磁路设计,利用有限元法对该现象进行了分析.通过ANSYS软件针对一台磁悬浮飞轮样机用径向磁轴承的磁场分布进行分析,提出了一种等效气隙漏磁系数的计算方法,得到样机用磁轴承的漏磁系数.样机试验结果表明,用这一方法计算得到的漏磁系数进行磁轴承参数设计及性能分析具有足够的精度,能够满足实际工程需要.     

典型磁流体密封结构磁场有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件进行了较大密封间隙的典型三极齿磁流体密封结构的磁场有限元分析，并将密封间隙的磁通密度分布分为轴向和径向分别进行分析和讨论，结果表明：在靠近导磁轴的一侧，中间极齿附近磁通密度差值远小于靠近极齿侧的差值；同时密封间隙处存在显著的、会造成磁性液体纳米粒子浓度梯度分布的径向磁通密度梯度。这两个效应使靠近导磁轴一侧的区域成为密封截面上最薄弱环节，是造成较大密封间隙的磁流体密封性能下降的主要原因。     

高速磁浮列车磁场测量系统的设计

高速磁浮列车磁场主要分布在列车和轨道之间很小的空气隙中,气隙磁场是一个恒定磁场和交变磁场的叠加磁场,而且磁感应强度很大,最大可达1．2T．针对高速磁浮列车磁场分布的特殊性,设计了一套两自由度磁场的闭环自动化测量系统。系统的设计基于PC机,可以实现对列车磁场中的固定点和一段距离上的磁场大小的自动化测量,并将测量数据存入数据库以便于进一步处理分析。在列车实验平台磁场的实际测量中,该系统性能稳定,测量范围可达0～1．5T．     

直流磁场下销盘摩擦副接触面的磁感应强度和磁吸力分析

为了研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响,通过试验检测了销盘接触时的磁吸力,利用电磁场有限元软件分析计算了销盘摩擦副在接触区域的磁感应强度大小和分布及磁吸力的大小。试验和仿真结果表明:磁感应强度和磁吸力都随线圈电流的增大和气隙的缩小而增大,并且与材料的磁化特性有关;销盘上的磁场分布不均匀,当盘旋转进行摩擦磨损试验时,盘上各点将产生动态磁化现象;由于销和盘之间的微凸峰接触存在漏磁,故在磁场仿真时可用一个极小的间隙来表示其实际磁接触状态;在销和盘接触时,可用试验得到的最大磁吸力值根据麦克斯韦公式计算出接触面的平均磁感应强度。     

大承载轴向混合磁力轴承磁性能分析

针对大承载储能飞轮对混合磁力轴承的设计要求,及考虑到混合磁力轴承的对称性,利用ANSOFT软件中的2D模块对其进行建模,并分析了磁力轴承在平衡位置工作点的磁密线分布,磁密分布及漏磁。分析结果表明该磁轴承整个磁路为不饱和,设计合理,以及计算得出漏磁系数相对较大,这是由于磁悬浮轴承整体结构较大,磁路较长,气隙大等原因造成的,该分析为后续的设计提供了可靠的依据。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。