开关磁阻电机一体化飞轮储能支撑系统的分析

拟定一种新型的飞轮储能系统方案,即电机采用开关磁阻电机,并将电机转子与飞轮电池转子一体化。针对支撑系统内部磁场分布情况及受力情况的问题,分别对轴向和径向电磁轴承转子产生的初始、中间和极限三种位置及内部磁场分布进行仿真分析。结果表明:径向和轴向电磁轴承内部磁场分布都符合使用要求,可以作为一体化结构中的磁悬浮支撑系统,并得到了它们稳定运转与产生偏移时的受力情况。     

轴向电磁轴承定子线槽形状对电磁力影响的研究

利用有限元方法分析轴向电磁轴承的磁场分布情况,通过变换轴承定子结构参数,计算出线槽形状变化而产生的不同电磁力,分析电磁力的变化规律,并得出相关结论,对轴承的结构设计提供参考.     

大支承力径向电磁轴承结构设计及试验研究

为实现电磁轴承在重载工况下更好的悬浮效果,对径向电磁轴承提出了大支承力的要求,要求在绕组中加载大电流时磁场分布保持均匀,以保证在不同气隙下电流与力的近似线性化。设计了E形径向电磁轴承结构,利用ANSYS Maxwell,以最大承载力为目标对磁场分布进行分析,并且通过变换轴承定子气隙参数,测试出电流变化而产生的不同电磁力,验证了径向电磁轴承支承性能。     

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.     

水轮发电机转子轴向位移与轴向电磁力

水轮发电机稳态运行时，定、转子磁场中心的轴向错位使定、转子间产生轴向磁拉力，影响推力轴承的稳定运行。文中用保角变换分析三峡水轮发电机转子的伸出端磁场，得到伸出端磁场的解析表达式，并由此导出转子端部的轴向电磁力的解析表达式，并应用多尺度法，得到转子系统轴向非线性振动的一次近似解。最后，使用某发电机组的电磁参数，计算该转子系统轴向位移和轴向电磁力的关系。     

线圈出线孔对轴向磁力轴承影响的研究

针对轴向磁力轴承定子上的两种线圈出线孔位置，建立和分析了具有出线孔的轴向磁力轴承的三维有限元模型，得到在其他条件不变，仅增加出线孔的孔径时，轴向磁力轴承中磁场的分布和磁力大小的变化情况，为出线孔的设计提供更加合适的方法。     

轴向混合磁悬浮轴承磁场与控制研究

采用有限元法对轴向混合磁悬浮轴承的磁场进行分析,应用三角剖分单元建立了磁悬浮轴承模型,在泛函分析基础上归纳出了磁位势的计算方程。根据所建模型,分析了永磁偏置磁场的磁通与磁感应强度分布特点、研究了电流控制磁场独自存在时的磁通分布和磁感应强度分布规律,描述了磁场力与控制电流的关系曲线。进而深入解析了永磁偏置磁场和电流控制磁场叠加条件下的磁通与磁感应强度分布特点,并得出磁场力与控制电流的关系。     

基于偏置/控制磁场比例约束的单边混合型轴向磁轴承设计

立式电机通常利用混合型轴向磁悬浮轴承对轴向进行卸载和悬浮控制,由于混合型轴向磁轴承中永磁体与控制绕组的结构分布影响其悬浮控制性能,因此需要从偏置和控制磁场的角度对其进行结构设计。分析了一种用于立式电机的新型单边混合型轴向磁悬浮轴承的结构和工作原理,并从电磁场理论计算出发,借鉴电机设计方法,提出了一种以偏置磁场与控制磁场的磁场比为约束条件,动静态承载荷、悬浮刚度为目标进行参数设计。最后通过Maxwell有限元仿真验证了参数设计方法的合理性与有效性。     

带缓冲垫圈的辅助轴承结构特性研究及应用仿真分析

辅助轴承主要用于承载高速跌落的转子,并在承受巨大冲击载荷时不会失效。为降低跌落时对辅助轴承的碰撞力,保护电磁轴承及转子系统,提出一种基于轴向缓冲垫圈的辅助轴承结构。结合清华大学核研院的10 MW高温气冷堆电磁轴承氦风机实验台架,基于有限元方法,对转子跌落时辅助轴承外圈添加和未加轴向缓冲垫圈时辅助轴承的结构特性以及受力情况进行仿真分析,得到碰撞力最大时刻结构的应力分布,从理论上验证了辅助轴承在跌落时的可靠性。结果表明：缓冲垫圈的加入可有效减小转子跌落对辅助轴承的碰撞力,对辅助轴承起到了一定的保护作用,为进行转子跌落实验及该结构的实际应用提供了重要参考。     

带缓冲垫圈的辅助轴承结构特性研究及仿真分析

辅助轴承主要用于承载高速跌落的转子,并在承受巨大冲击载荷时不会失效。为降低跌落时对辅助轴承的碰撞力,保护电磁轴承及转子系统,提出一种基于轴向缓冲垫圈的辅助轴承结构。结合清华大学核研院的10 MW高温气冷堆电磁轴承氦风机实验台架,基于有限元方法,对转子跌落时辅助轴承外圈添加和未加轴向缓冲垫圈时辅助轴承的结构特性以及受力情况进行仿真分析,得到碰撞力最大时刻结构的应力分布,从理论上验证了辅助轴承在跌落时的可靠性。结果表明:缓冲垫圈的加入可有效减小转子跌落对辅助轴承的碰撞力,对辅助轴承起到了一定的保护作用,为进行转子跌落实验及该结构的实际应用提供了重要参考。     

电磁推力轴承定子结构参数对电磁力的影响

利用有限元法分析电磁推力轴承的磁场分布情况及电磁力变化规律。在两种不同的加载方式下,计算对比由内、外环磁极面积比变化而产生的不同电磁力,为轴承的结构设计提供理论依据。     

屏蔽电机屏蔽套电磁力仿真分析

屏蔽电机泵中屏蔽套为关键部件之一,起物理隔离作用,其完整性对一回路的安全运行有着重要的影响。屏蔽套安装在主泵电机内,受到交变磁场、冷却剂流场等因素的综合作用,载荷条件复杂。通过屏蔽电机内电磁场的谐波分析,得到磁感应强度分布规律和作用于屏蔽套的电磁力分布规律。结果显示,在铁芯范围内沿电机圆周方向屏蔽套所受电磁力呈周期分布,以切向力为主,且定子屏蔽套所受电磁力大于转子屏蔽套;从铁芯指向绕组端部,屏蔽套所受电磁力逐渐减小,离开铁心端面对应的轴向位置后,减小速率最大。     

水润滑船舶艉管轴承内部流场数值分析

针对水润滑船舶艉管轴承建立了三维几何模型,对轴承内部流场进行了数值分析.分析了水润滑船舶艉管轴承内部流场的压力分布、温度分布、速度分布、湍流能量分布.计算结果表明,轴承内部周向凹槽可以减缓轴承轴向压力降低,轴向凹槽可以增强轴承内部冷却效果,使压力场均匀化;沟槽面可以使层流边界层区域增大,使转捩为湍流的雷诺数增大,降低轴承压力损失;在1周向槽、4周向槽和组合槽3种轴承中,组合槽轴承内部湍流能量下降最快,对船舶轴系的激振力最小,可以提高船舶轴系运行稳定性.     

电磁轴承磁场计算的磁路法优化

介绍电磁轴承磁场计算和转子受力特性分析的磁路法和有限元法。基于上述两种方法,详细地计算了考虑铁磁材料磁阻及其非线性因数的电磁轴承磁场,讨论了两种方法计算结果的差异。参考有限元法的计算结果,对计算电磁轴承磁场的磁路法进行了优化。优化后的电磁轴承磁路法简单、准确,具有工程应用价值。     

SIMUUTION OF ELECTROMAGNETIC TUBE BULGING BASED ON LOOSE COUPLING METHOD

A loose coupling method is used to solve the electromagnetic tube bulging. ANSYS/ EMAG is used to model the time varying electromagnetic field with the discharge current used as excitation, in order to obtain the radial and axial magnetic pressure acting on the tube, the magnetic pressure is then used as boundary conditions to model the high velocity deformation of tube with DYNAFORM. The radial magnetic pressure on the tube decreases from the center to the tube end, axial magnetic pressure is greater near the location equal to the coil height and slight in the other region. The radial displacement of deformed workpieces is distributed uniformly near the tube center and decreases from the center to the end; Deformation from the location equal to coil height to the tube end is little. This distribution is consistent with the distribution of radial pressure; Effect of the axial magnetic pressure on deformation can be ignored. The calculated results show well agreements with the experimental results.     

基于Workbench的高压圆盘气体轴承三维流场分析

为了取得高压圆盘气体轴承的完整三维流场,基于Workbench仿真软件对高压圆盘气体轴承进行三维建模仿真,得到整个流道及圆盘缝隙射流区的流场参数分布;将三维模型的气膜对称面与轴承圆盘、稳流管的轴对称面相交,截得气膜对称线;分析气膜对称线上的流场参数分布,并将其与二维简化模型流场计算结果进行对比,同时验证2种建模分析方法的有效性。结果表明：2种建模分析方法得到的气膜内马赫数和静压分布的变化规律一致,即在绝大部分气膜区域能保持高压,仅在气膜出口处很窄的范围内压力快速下降,同时在气膜出口附近形成超音速圆盘缝隙射流,使上游气膜内高压不受下游环境低压的影响;不同湍流强度对高压圆盘气体轴承内流场的静压无明显影响,但对缝隙射流区及气流远场区域的马赫数有着小幅影响。     

The cooling effects of supply oil on journal bearings for varying inlet conditions

The cooling effects of the lubricating oil supplied to a full journal bearing through two axial feed grooves each at right angles to the load line are studied. The thermohydrodynamic analysis assumes no heat is removed through either the journal or bush. The results show that the oil temperature distribution along the axial direction of the bearing is usually not uniform. Only if the axial length of the feed grooves approaches the bearing length will the temperature in the high pressure zone be uniformly distributed over its axial length. Both the oil supply pressure and the geometry of the feed grooves control the oil supply rate, which determines the cooling effect of the supply oil. Finally, a formula is suggested for the rate of supply flow     

关节轴承摩擦温度场计算方法

以推力型关节轴承为研究对象,分析了轴向载荷下的接触应力,并根据试验所得摩擦力矩反推出了动态摩擦因数。结合接触应力及摩擦因数求出了摩擦热流率,并将其作为第二类边界条件进行了轴承非定常温度场有限元分析,最后利用红外热像仪拍摄了摩擦过程中轴承侧表面温度分布,检验仿真结果的可靠性。仿真与试验结果表明：该计算方法解决了球面摩擦副摩擦因数的精确计算和热流率的空间分配问题,建模时忽略球面间隙会直接影响接触应力分布并造成温度场分布出现较大误差,考虑球面间隙可以更精确地计算轴承摩擦温度场。