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。     

径向二自由度混合磁轴承参数设计与分析

介绍了永磁偏磁径向磁轴承的结构及其悬浮力产生机理；用等效磁路法对混合磁轴承的磁路进行计算，得出了最大承载力的条件和数学表达式，给出了参数设计和计算过程；用有限元软件进行了仿真验算。研究结果表明：增大永磁体内部磁动势可提高轴承的承载力、稳定性及减小功放损耗；当偏磁磁通大于饱和磁通的一半时，实际承载力最大。     

永磁偏置五自由度磁轴承结构及磁路分析

介绍了永磁偏置五自由度磁悬浮轴承结构示意图及悬浮力产生的机理，利用有限元计算进行原理仿真，用等效磁路法对永磁和励磁混合磁轴承的磁路进行了计算，得出了最大承载力的条件和数学表达式，给出了参数设计和计算方法。理论研究和仿真分析表明：永磁偏置五自由度磁轴承结构合理紧凑、机械结构简单、效率高。在磁悬浮电机、高速飞轮储能等系统中具有广阔的应用前景。     

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。     

3自由度混合磁轴承支承特性及仿真分析

3自由度混合磁轴承以其结构尺寸小,能耗低的特点在医疗,航空等特殊领域有着重要应用。为了实现对3自由度混合轴承的结构尺寸设计,提出1种基于等效磁路法的悬浮力计算方法,导出了其轴向、径向磁力数学模型,并给出了轴向、径向悬浮力的解析解;对给定模型的磁路用Ansys Maxwell软件进行了有限元分析,并与理论模型计算的结果进行对比,两者结果基本吻合,其结果为3自由度混合轴承的设计提供了一定的理论指导依据。     

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。     

混合型磁轴承励磁及控制分析

磁悬浮轴承可以单独由轴向控制使其稳定,轴向轴承用于稳定转子并且无接触地提供转矩。转子在悬浮状态可达到每秒数千转的速度,是一种较简单成功的磁悬浮电机。     

异极永磁偏置径向混合磁轴承及其性能分析

介绍了异极永磁偏置径向混合磁轴承的结构和工作原理,利用等效磁路法建立悬浮力计算模型,理论分析说明异极磁轴承比三极磁轴承最大承载能力提高了33.3％,通过有限元分析得出异极磁轴承能得到比三极磁轴承更好的悬浮力与电流线性关系.搭建试验台对理论分析和仿真结果进行验证,异极磁轴承悬浮力与电流线性关系更好,最大承载力提高了29....     

五自由度混合磁轴承结构参数设计与分析

提出一种新型的五自由度混合磁轴承支承高速电机系统,由径向二自由度混合磁轴承、径向-轴向三自由度混合磁轴承和高速电机构成.文中介绍混合磁轴承的结构和工作原理,二自由度混合磁轴承采用轴向充磁的环形永磁体提供偏置磁场,定子采用双片式八极结构,每片定子有四个凸极.三自由混合磁轴承集成径向和轴向磁轴承功能,采用径向充磁的环形永磁体提供径向和轴向偏置磁场.导出磁轴承的数学模型,给出详细的参数设计方法,最后采用Maxwell电磁场有限元分析软件对磁轴承的磁路和主轴受力情况进行分析.理论研究和有限元分析表明,这种五自由度混合磁轴承系统结构参数设计合理.     

径向—轴向共用偏磁电流的主动磁轴承结构参数设计与有限元分析

介绍一种新型径向—轴向共用偏磁电流的主动磁轴承的基本结构和工作机理,用等效磁路法对该磁轴承的磁路进行计算,得到悬浮力数学模型;根据悬浮力要求设计实验样机参数,利用有限元Ansoft软件对磁轴承样机的磁路进行有限元分析。理论研究和有限元分析结果表明,该磁轴承机械和磁路结构合理,悬浮力满足设计要求,各自由度在平衡位置附近运动,与磁路没有耦合,对各自由度可采用分散的PID(proportion integration differentiation)对其进行控制,大大简化控制系统。     

恒流源偏置三相磁悬浮轴承研究

六极结构恒流源偏置磁悬浮轴承是一种新颖结构,在定子磁极上有两套绕组,分别形成两对极偏置磁场与一对极控制磁场,根据无轴承电机原理,可产生可控悬浮力。笔者先采用等效磁路法,推导出该轴承在平衡位置附近的线性模型,并用有限元法进行了验证,对两个自由度上电流与位移之间的耦合进行分析,得到按矢量变换方式控制时,耦合较小的结论。然后,设计了一台实验样机,利用TI公司的VC33控制芯片,实现了两自由度静态悬浮,并对偏置磁场对悬浮性能的影响做了比较。最后,进行了动态激振实验。结果表明:三相磁悬浮轴承动态性能良好,适用于高速应用场合。     

磁流变弹性体阻尼器的设计及磁路分析

针对高速切削加工过程中产生振动的情况,基于剪切模式,设计了一种磁流变弹性体阻尼器,针对磁流变弹性体阻尼器的典型磁路结构,阐述了磁路设计原理,研究了磁路计算方法,并利用ANSYS软件对其磁路结构进行了分析验证。仿真结果的分析有助于优化磁路结构,使所设计的磁流变弹性体阻尼器的磁场效能得到最大的发挥。     

永磁电磁轴承的磁路设计方法

通过对永磁电磁轴承磁路设计过程的系统分析，提出了一种混合磁轴承工程磁路设计方法。文中详细给出了设计中各环节的计算方法和需要考虑的因素，并以具体设计实例加以验证说明。本文所提出的磁路设计方法对混合磁轴承的设计有重要的参考意义。     

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。     

大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型的研究

等效磁路法是混合磁悬浮轴承的主要研究方法,然而等效磁路法是基于一系列假设条件提出的,大气隙下这些假设将不再成立,磁路法的应用范围将受到限制,无法对大气隙混合磁悬浮轴承展开研究。因此,需要对大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型进行研究,以解决混合磁悬浮轴承在大气隙场合的推广及应用。结合ANSYS有限元分析软件分析在气隙变化时,常规磁路法在混合磁悬浮轴承承载特性分析过程中的适用范围,获得了当气隙增加时磁路法模型计算误差变化规律;针对漏磁这一导致计算误差的影响因数,提出一种混合磁悬浮轴承气隙磁场的漏磁导模型的分析方法,建立基于漏磁导修正的混合磁悬浮轴承承载力理论模型;利用ANSYS有限元分析软件和试验对修正后的混合磁悬浮轴承承载力模型进行了验证。     

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。     

基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析

对设计的MRD磁路结构进行了三维磁场有限元分析,查找到MRD磁路结构存在着阻尼间隙磁感应强度偏小的问题,并分析了产生该现象的原因.而后基于理论分析和磁场有限元分析的结果,对MRD的磁路结构进行了优化设计,使MRD阻尼间隙处磁感应强度提高了0.2T.经过仿真分析和试验对比,验证了优化设计的合理性.     

磁悬浮轴承磁路结构分析与数学模型建立方法

介绍了磁悬浮轴承系统构成和工作原理,从控制电流的性质、受控自由度数、悬浮力产生方式、作用力方式、磁极布置形式等方面对磁悬浮轴承进行了比较与分析,给出了基于等效磁路法的磁悬浮轴承悬浮力数学模型建立方法和步骤,为该类轴承磁路结构设计和建立数学模型提供了参考。