永磁偏置的磁力轴承的研究

对永久磁铁产生的偏置磁场进行了分析，并将永久磁铁产生的磁力与电磁铁产生的磁力进行对比；分析了永磁偏置磁力轴承的结构，为永磁偏置磁力轴承的工程实用做了理论基础工作．     

磁力轴承控制系统功率放大器研究

功率放大器是磁力轴承控制系统的一个重要组成部分,是影响磁力轴承性能的关键部件。针对磁力轴承的特点,从提高功率放大器的电流响应速度和能量转化效率出发,对功率放大器的控制电路和功率电路进行了研究,并研制了一台容量为12.4kVA的采样保持型磁力轴承功率放大器。实验结果表明,该功率放大器具有电流响应速度快、能量转化效率高等优点。     

磁力轴承反向差动驱动控制研究

提出了磁力轴承反向差动驱动控制的概念,建立了磁力轴承反向差动驱动控制的动力学模型及其状态方程.利用Matlab对反向差动驱动的磁力轴承进行了仿真研究,与常规差动驱动的磁力轴承相比,反向差动驱动的磁力轴承在超调量、调整时间和稳态误差等方面均优于常规差动驱动的磁力轴承.仿真研究的结果表明:磁力轴承的反向差动驱动控制效果不仅与轴承的结构设计参数有关,还与控制参数的选择有关.     

弱耦合径向磁力轴承的研究

针对在磁力轴承中各磁极之间的磁路存在磁耦合,影响转子的控制精度,给控制系统的设计带来一定的困难,以及完全消除磁耦合比较困难的问题,利用低频磁场在空气介质中随距离的二次幂衰减的特性,在结构上把各磁极之间的磁路断开,以削弱磁路之间的耦合。研究了两种弱耦合的径向磁力轴承在不同工况下的耦合特性,探讨了耦合机理和结构参数对耦合特性的影响,提出了弱耦合径向磁力轴承的耦合模型以及影响耦合特性的关键结构参数的选择准则。     

磁力轴承电机的抗冲击计算

为了研究磁力轴承部件在舰船中的可运行性,采用有限元法对具有不同刚度的磁力轴承电机在水下爆炸冲击作用下的结构响应和轴的受力进行了分析;分析表明,在冲击作用下,电机和磁力轴承上的受力同轴承刚度密切相关,因此在舰船磁力轴承部件的设计必须采用合适的力学模型来考虑冲击作用,所得结论对磁力轴承在舰船上的应用设计提供了一定参考。     

Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机的研究

为提高永磁直线电机的推力，介绍了Halbach磁体结构的基本工作原理，分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律.并以一台永磁直线同步电机为例，确定了适合该直线电机的Halbach磁体结构形式，对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性.分析结果表明采用Halbach磁体结构不仅可以改善气隙磁场分布、提高永磁直线同步电机的推力，而且可以减小永磁直线同步电动机的推力波动.因此将Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机中与常规永磁体结构的永磁直线同步电机相比具有很大的优越性.     

磁力轴承磁场传感器的设计与研究

在分析磁力轴承结构和磁场理论的基础上,提出了一种精度高、测量小间隙的磁力轴承磁场传感器;设计了磁场传感器的主要相关电路,并对各元器件进行了选择、计算和分析.实验结果表明,该磁场传感器能满足实际测量要求.     

基于模糊单神经元控制的磁力轴承控制研究

针对磁力轴承的本质不稳定性和非线性,结合模糊控制和单神经元PID控制各自的特点,提出了一种模糊与单神经元控制相结合的控制方法.当系统偏差较大时,模糊控制器起主要的调节作用,同时加上适量的单神经元控制;当系统偏差较小时,单神经元控制和模糊控制同时起作用.该控制器克服了模糊控制存在稳态偏差和单神经元控制动态性能差的缺陷.仿真表明,使用该控制器可以实现磁悬浮转子的快速起浮,且超调量小、抗干扰能力强.     

磁力轴承的修正因子模糊控制研究

结合主动磁力轴承（AMB）自身特性和性能需要，提出了一种拟合修正因子模糊控制器设计方法．采用单纯形法对4修正因子模糊控制器的4个修正因子进行优化，以使改进的ITAE性能指标最小．在拟合修正因子模糊控制器中，采用一个3阶多项式对优化得到的4个修正因子运用最小二乘法进行逼近，且不再对输入和输出进行量化处理．仿真结果表明拟合修正因子模糊控制器能得到很好的控制效果，有效地改善磁力轴承的动态性能和稳态性能．     

矩形永磁体三维磁场空间分布

针对矩形永磁体的静磁分布问题,测量了矩形磁体空间的磁场分布,分析了三维磁场分布形态,得到了单磁体磁化方向分量以及磁化方向的垂直方向分量沿不同坐标轴的量值分布.并且得出了相斥双磁体磁场及相吸双磁体磁场各分量的空间分布形态及分布特征,验证了磁场空间矢量叠加的性质.     

新型稀土铁永磁材料R-Fe-N的磁性研究

本文介绍了稀土铁永磁材料R-Fe-N的制备方法和晶体结构,同时深入分析和研究了新型稀土永磁材料R_2Fe_(17)N_z和R(Fe_(12-y)M_y)N_D的内禀磁性,从中反映了目前国际上永磁材料研究进展和前沿。     

基于敏感度分层优化的Halbach永磁电机电磁振动分析

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于电磁场和机械场耦合的电磁振动分析方案,对电机径向电磁力进行时间空间阶次傅里叶分解,在机械场中,分析电机定子在不同频率下的振动加速度幅值大小,并计算出定子各阶模态。在此基础上,基于响应面法和多目标遗传算法构建电机参数敏感度分层优化方案,并求得样本点帕累托前沿从而确定电机最优参数,将优化后的电机与普通V型内置式电机进行比较。最后,在机械场中仿真得到转子所受等效应力和总变形,验证得所提电机结构符合机械设计要求。分析结果表明:所提出结构电机在不损失电磁转矩的基础上,径向电磁力幅值大幅度降低,抑制了齿槽转矩,改善了气隙磁密和反电势的正弦度,在提高电机电磁性能的同时抑制了电磁振动的发生。     

矩形永磁体三维空间力场分布

为了解决矩形永磁体的空间力场分布问题,采用理论分析和数值分析相结合的方法,得到了2个由任意多个偶极子组成的偶极子组之间相互作用时力和力偶的表达式.结果表明:推导出的矩形永磁体空间力场解析式可准确表达任意尺寸、任意位置2块相斥的矩形永磁体相互作用时空间力场分布形态,该结果可为永磁体的实际工程应用和磁轨磁场的控制提供理论依据.     

一种新型的永磁同步电机磁极位置检测方法

初始磁极位置判断对于无编码器控制的永磁同步电动机来说是个重要的课题．介绍了针对内嵌式永磁同步电动机的凸极原理,并且基于这个原理介绍了一种根据输入电压检测电流大小的方法,给出了基于这个方法的试验结果．     

径向磁轴承的稳定性研究

本文在简要介绍磁轴承的原理与发展概况之后,着重分析了径向永磁轴承的稳定问题,并提出采用磁推力轴承和机械辅助并用的轴向稳定结构,从而实现了系统的稳定。实验证明,这种结构效果非常好,可应用到一些回转机械中。     

永磁悬浮电磁导向列车模型力平衡分析

为了实现列车模型在永磁斥力和电磁吸力共同作用下的动态稳定悬浮,提出了一种永磁悬浮电磁导向列车模型.研究了其机械结构组成及其工作原理,建立了相应的数学模型,分析了各永磁铁组合斥力之间在空间三自由度方向的相互作用机理和基本特性,研究了列车模型的力平衡特性、自适应性及稳定性,提出了列车模型截面三自由度平衡控制问题的解决方案.研究结果表明,基于对称机械结构并经合理组合分布的永磁铁能实现列车模型悬浮.     

永久磁铁磁场数值计算软件包FEPM

论述了＂永久磁铁磁场数值计算软件包ＦＥＰＭ＂．包括磁场网格的自动生成，三维永久磁铁磁场的有限元离散格式等．最后给出了应用实例．