| 永磁偏置径向磁轴承能量优化与实验 |
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| 引用本文： | 刘强,赵明师,韩邦成,樊亚洪,孙津济,郑世强.永磁偏置径向磁轴承能量优化与实验[J].光学精密工程,2019,27(11). |
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| 作者姓名： | 刘强 赵明师 韩邦成 樊亚洪 孙津济 郑世强 |
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| 作者单位： | 北京石油化工学院 精密电磁装备与先进测量技术研究所,北京,102617;北京航空航天大学 惯性技术重点实验室,北京,100191;北京控制工程研究所 空间智能控制技术重点实验室,北京,100190 |
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| 基金项目： | 北京市青年拔尖人才培养资助项目;十三五时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划资助项目;国家自然科学基金 |
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| 摘 要： | 针对磁悬浮飞轮低功耗的要求,对一种经典永磁偏置径向磁轴承进行能量优化研究。介绍了磁轴承的磁路结构和工作原理,基于磁轴承电流刚度和位移刚度数学模型,提取出轴承能量优化因子σ。在此基础上,建立了磁轴承功耗的目标函数,并对磁轴承功耗进行优化,得到了最优功耗数学表达式及其对应的σ大小。通过有限元法对轴承功耗优化结果进行仿真验证,其结果与理论分析结果基本吻合。在此基础上,基于优化结果研制了一套磁轴承,并通过改进现有15Nms磁悬浮飞轮进行功耗测试。结果表明:振幅为10μm时,单组绕组的最优功耗为0.87W,与理论最优值0.79 W的最大误差为9%。该能量优化方法提高了磁轴承低功耗设计效率,对飞轮系统整体功耗优化具有重要意义。
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| 关 键 词： | 永磁偏置磁轴承 能量优化 等效磁路 有限元法 偏置磁通 |
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