径向主动磁轴承承载因子分析

分别给出了径向主动磁轴承正常和非正常工作两种情况下承载因子KR的计算公式。对KR的各种影响因素及相应的灵敏度进行了综合分析。通过一个应用实例进行的计算表明：磁极数Np、静态气隙S0和转子偏离理想工作点径向位移x都对KR有重要影响。     

多孔质静压径向气磁轴承结构设计及静态特性分析

针对高速电机支承需求,结合磁悬浮和气悬浮两种支承技术的优势,提出了一种新型多孔质静压径向气磁轴承结构.根据多孔质静压径向气磁轴承的组成和工作机理,推导出其相关的气体压力、磁力数学模型,并通过静态仿真分析磁力、流场的规律特性.     

径向磁轴承磁路耦合对磁力的影响及其解耦控制策略

由于磁路在磁轴承定子磁极间的耦合,磁力的分布会发生变化,致使理论模型推导的控制电流难以提供准确的回复力。基于Boit-Savart定理建立了磁场分布模型并分析了磁路耦合的影响因素;建立了考虑磁路耦合的磁力等效模型;分析了磁路耦合对磁力误差的影响,并提出了解耦控制策略;进行了电磁场仿真,验证了解耦控制的正确性;通过磁轴承稳态悬浮实验,验证了解耦控制策略的有效性。     

一种新型径向混合磁轴承

为简化径向磁轴承结构，降低成本，提出一种嵌入式永磁体产生偏置磁通，通电线圈产生控制磁通的径向混合磁轴承，说明了其结构，分析了悬浮力产生机理，并进行了有限元仿真分析，径向混合磁轴承在超高速精密数控机床、磁悬浮电机等领域具有广阔的应用前景。     

永磁偏置径向磁轴承在磁悬浮反作用飞轮系统中的应用

针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的缺陷,设计了一种新型径向永磁偏置混合磁轴承结构,介绍了这种轴承的结构特点和工作原理,并利用等效磁路法和有限元法(FEM)对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了电磁分析,得出了磁轴承的数学模型和主要参数的设计结果.研究结果表明:该径向永磁偏置磁轴承可以有效地避免磁路耦合现象,提高磁轴承系统的控制性能.     

一种低功耗径向磁轴承的结构及磁力研究

针对磁悬浮轴承电流消耗大且难于调节的问题,提出了一种新型的低功耗径向磁轴承结构,采用永磁上吸下斥作用力抵消转子重力,再通过电磁排斥力动态调节转子位置。在分析磁路的基础上,进行磁力计算,使用MATLAB绘制磁力曲线,得到转轴半径和抵消重力的关系,得到电磁调节力与控制电流的关系,为磁轴承的设计研究提供新的角度和方法。     

基于精确磁路的永磁偏置轴向径向磁轴承设计

针对永磁偏置轴向径向磁轴承集成度高、结构紧凑、磁场分布不规则、偏置磁场和控制磁场存在耦合的特点,根据二维仿真结果,在精细划分磁轴承漏磁路径和软磁路径的基础上,构建了包括漏磁磁阻和软磁磁阻的精确磁路。利用精确磁路可观测各磁路中的磁通分布的优势,有针对性地调整磁轴承的各结构参数,实现其设计的优化,减少对初步参数的重复有限元仿真。对设计样机进行的三维有限元仿真结果表明:基于精确磁路的永磁偏置轴向径向磁轴承设计正确合理。     

飞轮储能磁轴承系统结构及其悬浮特性

介绍了一种由径向永磁轴承与电磁推力轴承组成的单轴主动控制的飞轮储能磁轴承系统结构 ,径向永磁轴承提供径向恢复力与轴向悬浮力 ,电磁推力轴承提供轴向恢复力。并对系统的结构参数计算及其磁悬浮特性进行了分析与讨论。研究结果表明 ,永磁轴承动、静磁环轴向位移对系统承载力与刚度有明显影响 ,采用多对磁环永磁轴承 ,有利于提高系统承载力与径向刚度     

一种新型磁悬浮飞轮用永磁偏置径向磁轴承

针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合严重的缺点,分析了一种新型磁悬浮飞轮用永磁偏置径向磁轴承结构及其工作原理。采用等效磁路法对磁轴承的永磁磁路和电励磁磁路进行计算,得出了磁轴承的数学模型,给出了磁轴承主要参数的设计方法。最后通过有限元法对该磁轴承进行仿真分析,从磁场分布以及X方向通电流时对力Fy的影响两方面验证该结构电励磁回路在X、Y方向间的解耦性,其中Fy小于3%Fx。理论研究和仿真分析表明：这种径向磁轴承结构有效的避免了磁通在两个径向自由度间的耦合,从而能够扩大系统线性工作范围和稳定裕度最终提高磁轴承系统的控制性能。     

工业磁轴承电涡流阻尼伴随特性研究

针对工业磁轴承中电涡流阻尼效应暂态认知难的问题,通过分析电涡流阻尼的伴随特性定量评价了其在磁轴承控制过程中的作用。首先引入磁矢位对电磁感应定律中的线积分和面积分不同表述形式的电涡流进行了统一,进而推导了工业磁轴承在PWM控制下的工作由电流的交变特性引起电生阻尼和机械振动引起的动生阻尼简化数学模型;然后通过Matlab-Simulink对单自由度磁轴承仿真分析,并且与同控制条件下未考虑涡流效应的模型进行了对比;最后通过冲击响应仿真实验验证了伴随效应,定量评价抑制振动和工作电流特性。研究结果表明,暂态过程中动生阻尼和电生阻尼对工业磁轴承存在着自稳效应,加快了控制电流稳态响应;另外计入电涡流阻尼效应的转子振动位移峰值相对未计入的降低了10.23%。     

STUDY ON THE COUPLED ELECTROMECHANICAL DYNAMICS OF ROTOR SYSTEM EQUIPPED WITH MAGNETIC BEARINGS

The influences of thrust magnetic bearing and journal tilt on dynamic characteristics of rotor system are studied mainly. The outcome shows that the influences of coupling effects of thrust magnetic bearing and tilt of journal on critical rotational speeds of system are very large, and the stability of system reduces greatly. That shows it is important that the influence of coupling effects of thrust and radial magnetic bearings due to the rotor tilting must be considered in the study of rotor-magnetic bearings system dynamic characteristics, and also shows it is important that the rotor is mounted and debugged in ideal alignment of magnetic bearings.     

矿用牙轮钻头的径向游隙对轴承寿命的影响

建立了适合于牙轮钻头轴承寿命计算的数学模型 ,从理论上阐述了非标准轴承设计径向游隙控制对轴承寿命影响的重要性 ,轴承的径向游隙越大 ,寿命越短。钻头设计要优化轴承结构参数和径向游隙 ,以提高国产牙轮钻头的寿命     

径向电磁轴承气隙磁阻近似计算方法分析宰

利用同一个径向电磁轴承模型,将线性近似计算、积分型计算与有限元计算三种方法进行比较,结果表明积分型计算方法是有效的,尤其在工作间隙相对比较小时,积分型方法计算磁阻所产生的相对误差明显小于近似计算所产生的相对误差.此外,从绝对误差和相对误差两个方面分析线性近似计算气隙磁阻的精度,并给出具有三阶代数精度的磁阻计算公式.积分型计算磁阻的方法不但提高等效磁路分析精度,同时还为磁浮系统的分析提供一种微元化方法.     

磁悬浮轴承研究综述

旋转机械正在朝高转速、高精度和高柔性等多方向发展,这在很大程度上得益于轴承技术的不断改进。磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无需润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,近20年来已在许多工业部门得到广泛应用。针对该领域近年来的研究成果及发展动向进行了全面的综述。     

磁力轴承转子系统的力耦合和力矩耦合分析

为减轻或消除磁力轴承转子系统中存在的力耦合和力矩耦合,针对八极径向磁力轴承,在不考虑时间因数的情况下,以转子与定子的偏心为变量,分析和计算了电磁力的分布,推导了径向磁力轴承沿周向任意点处电磁力的表达式,提出了磁力轴承转子系统力耦合和力矩耦合概念,并推导出交叉耦合系数计算公式。计算结果表明：力耦合和力矩耦合总是存在的,结构设计无法解决,只有采用控制补偿的方法才能减少或消除这两种耦合。     

主动控制空气支承动态特性的研究与优化

基于现代控制理论,提出了一种新型的主动型空气支承,不改变供气压力,利用压电陶瓷（PZT）的伸缩量来补偿空气膜厚度随外部干扰的变化对支承精度的影响。在建立理论模型的基础上,介绍了二维自由度控制器的优化设计方法,使系统具有精度高、响应速度快和抗干扰能力强的特点,并对主动空气支承系统的动态特性进行了分析研究,为主动空气支承的应用提供了理论依据。     

基于电磁辅助支承的不对中在线补偿系统

引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构——电磁辅助支承,它通过控制电磁执行器线圈中的电流来调整整个转子轴在空间的位置,使转子系统轴系间的不对中消除。将不对中引起的附加振动视为干扰量,针对它采用具有自学习功能的前馈控制方法,使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制。最后在单盘对称转子轴承系统上进行了试验验证,试验结果证明该控制方法对轴系间的不对中具有较好的校正能力。     

直升机旋翼系统弹性轴承刚度特性试验方法研究

直升机旋翼系统是直升机的核心部件,弹性轴承将桨叶与桨毂相连,提供桨叶的挥舞、摆振和变距自由度,刚度特性是其主要的力学性能.通过采用松紧螺套驱动半圆形夹具转动来测试弹性轴承压缩、扭转和弯曲刚度特性,结果表明该试验方法新颖独特,具有一定的通用性,能准确判定弹性轴承是否合格,可为不同机型的弹性轴承提供装机前试验的方法.     

绕赤道直径旋转的球形静压推力轴承考虑流体惯性效应的性能分析与计算

本文推导出绕赤道直径旋转的球形静压推力轴承考虑流体惯性效应的广义雷诺方程,并求其数值解,研究了流体惯性效应对该轴承的压力分布、承载能力和流量等工作性能的影响。