磁悬浮硬盘的径向磁力轴承优化设计

提出了基于电磁场有限元分析的磁悬浮硬盘径向磁力轴承优化设计方法，建立其有限元分析模型，以最大磁力为目标函数对磁悬浮硬盘的径向磁力轴承进行了优化设计，并对优化结果进行了分析。     

磁悬浮转子系统耦合特性测试方法及测试台的设计

磁悬浮转子系统中，根据磁力轴承工作原理，径向磁力轴承内存在力耦合、磁耦合；径向磁力轴承之间存在力耦合、力矩耦合。这些耦合现象对磁悬浮转子系统的结构设计、系统建模和控制系统的设计都有影响。在对磁悬浮转子系统耦合特性研究的基础上，提出了磁悬浮转子系统耦合特性测试的实验方法。并且提出了相应测试实验台的设计方案。     

磁悬浮风力发电机用磁力轴承的分析与设计

设计了一种磁悬浮风力发电机的转子系统,径向方向采用磁力轴承支承,轴向方向靠机械力约束.采用有限元方法,对磁力轴承的结构和磁路进行了分析与设计,最后对磁力轴承的磁环高度h和叠加磁环个数n进行了优化.     

磁悬浮转子系统演示装置的研制

磁悬浮转子系统是磁力轴承的一个典型应用。介绍了一种科普用磁悬浮转子系统演示装置的基本结构、控制原理，并给出了基于MATLAB的径向磁力轴承的控制方案和仿真结果。     

垂直轴盘式电机磁浮轴承系统研究

针对永磁磁悬浮轴承的承载力、刚度过低等问题,对永磁磁悬浮轴承的结构单元构成、结构优化等方面进行了研究,设计了一种由径向三环磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承两个独立悬浮单元构成的,适用于垂直轴盘式电机的全悬浮永磁轴承系统。采用田口算法对上轴向磁环进行了多目标优化,通过结构对比、参数确定以及仿真优化,详细分析了径向磁悬浮轴承与轴向磁悬浮轴承的设计方案;并以磁环宽度w、磁环高度h及磁环间气隙g为优化变量,以承载力、刚度为优化目标,利用仿真建模验证了该方法的有效性。研究结果表明:设计的新型径向磁悬浮轴承刚度提高了2.4倍,优化后的轴向磁悬浮轴承承载力提高了175 N,轴向刚度提高了1.5倍;系统悬浮性能优良、结构紧凑、参数设计合理。     

一种新型组合磁悬浮支承系统的分析

提出了一种新型的磁悬浮支承系统，它是由电动磁力轴承和带锥面磁隙的永磁磁力轴承构成的。分析了电动磁力轴承的悬浮机理，对比分析了平面磁隙和锥面磁隙的两种永磁磁力轴承的悬浮特性，利用电磁场有限元理论计算了两种永磁轴承在不同径向偏移时的径向磁力，并绘制了它们的关系曲线。     

磁力径向轴承几何中心自检测系统的研究

分析了磁悬浮主轴系统中径向轴承的几何中心与传感器分布中心的误差，以及上述误差对磁悬浮系统控制精度的影响。提出了磁悬浮径向轴承几何中心自检测的思想和自检测原理，以及磁悬浮主轴系统径向轴承几何中心自检测系统的硬件与软件的设计思路。分析和探讨了有关参数对测量精度的影响。     

机械加工误差对主动磁悬浮轴承性能的影响

针对5自由度主动磁悬浮轴承,分析了每种误差类型对主动磁悬浮轴承工作状态的影响机理及特征;定量分析了机械加工误差、系统设计参数和径向磁悬浮轴承线圈干扰电流之间的关系。研究结果表明,机械加工误差会导致径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承相互耦合,增加系统控制难度;同时会导致径向磁悬浮轴承励磁线圈中附加干扰电流,降低径向磁悬浮轴承的有效载荷;通过分析径向磁悬浮轴承励磁线圈中的干扰电流的特征可以推断系统的误差形式,从而采取相应的措施进行改善。研究结果为更合理地确定主动磁悬浮轴承的设计参数、分析主动磁悬浮轴承系统的装配误差、提高主动磁悬浮轴承的性能提供了理论依据。     

基于ANSYS的径向磁力轴承电磁场分析

介绍了应用ANSYS有限元分析程序,对径向磁力轴承电磁场进行仿真与计算的过程,得出了径向磁力轴承磁力线、磁感应强度、电磁力等在整个计算场域中的分布,并据此分析得到径向磁力轴承电磁场的几个特点,为径向磁力轴承的结构优化和控制系统的设计提供了依据。     

径向磁力轴承的温度场分析与计算

磁力轴承一般都安装在密封的壳体内,通风和散热条件差,系统温度过高会导致转子部件热膨胀．产生热应力或改变磁力轴承定子与转子间的间隙,从而降低系统的可靠性。采用ANSYS热分析模块对径向磁力轴承进行温度场数值分析,在考虑传导和对流的传热方式基础上,建立径向磁力轴承热态分析有限元模型,得到了径向磁力轴承的温度场分布,利用HY-2988G红外热像仪测量了径向磁力轴承的温度场分布,实验测值与分析所得温度值基本相符。为径向磁力轴承的热设计及总体结构设计提供了重要依据。     

基于MATLAB的磁悬浮球实时控制设计及实验研究

对单自由度磁悬浮系统进行研究是研究磁悬浮技术的一个有效方法.根据磁力轴承基础理论建立单自由度磁悬浮球系统模型,在MATLAB/SIMULINK环境下进行控制仿真分析,设计MATLAB实时控制器,利用可视化操作界面和实时监控调试程序来整定PID参数,并采用变参数PID控制方法实现了磁悬浮球系统的实时控制,使球在4 s内达到±0.01 mm精度的稳定悬浮状态.     

适应于飞轮储能系统的主动磁悬浮轴承专家控制方法研究

针对电磁力支撑的轴承转子因加工精度影响存在不平衡及定子线圈缠绕不均匀,导致相同PID控制参数不同转速下,支撑效果不一的问题,提出一种应用于主动磁悬浮轴承的分工况智能PID专家控制方法,使主动磁悬浮轴承控制系统具备一定抗干扰和抗积分饱和的能力。根据主动磁悬浮轴承的工作特点,将其转速分成若干区间,对每一个区间参数预整定,通过专家控制方法实现对控制器参数在线修正。以600Wh飞轮储能径向磁悬浮轴承为实验对象,提取的转子轴心轨迹表明:由于在控制器设计时考虑了转子不平衡和定子缠绕不均对系统的影响,系统具有较好的动态和静态特性的同时提高了系统抗干扰能力。     

磁悬浮电主轴制造精度的保证方法

介绍了磁悬浮电主轴制造中存在的几个问题,提出了径向传感器与径向磁力轴承定子相对位置的保证措施,给出了获得径向、轴向间隙的工艺方法。     

三支承磁悬浮轴承转子系统动态特性分析

在径向两支承磁悬浮轴承转子系统的基础上增加一个辅助径向支承,构成三支承磁悬浮轴承转子系统。对三支承磁悬浮轴承转子系统的动态特性进行理论和实验分析,并与两支承系统进行对比,结果表明,增加磁悬浮辅助支承后,有利于提高系统的各阶模态阻尼,降低转子的振幅,提高系统的稳定性。     

飞轮储能用径向磁悬浮轴承结构优化设计

为了提高磁轴承的承载力,同时考虑损耗、临界转速、控制刚度等问题,应对磁轴承的结构尺寸进行最优设计。本文将果蝇优化算法引进到飞轮储能用径向磁悬浮轴承的优化设计中,以尺寸参数为优化变量,以承载力、体积和轴向长度为优化目标,对径向磁悬浮轴承进行多目标优化。通过优化,径向磁悬浮轴承的承载力提高了50%,轴向长度和体积分别减小了30.6%和19.3%。结果表明,本文设计的优化算法简单有效,减小了优化工作量,具有普遍适用性。     

磁悬浮轴承结构与磁路分析

从受控自由度数、磁力产生方式、磁极结构形式、控制电流性质等方面对磁悬浮轴承进行了分类与比较.针对各种典型磁悬浮轴承给出了其结构与磁路示意图,并进行了定性分析与比较,最后分析了磁悬浮轴承结构与磁路方面研究与发展方向.     

新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性

研究一种集成转子径向扭转与轴向平动控制功能的新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性,以解决磁轴承系统的轴向尺寸和精度之间的矛盾。采用等效磁路法进行磁轴承的磁路建模,在建立磁极气隙表达式的基础上采用积分型方法进行磁阻计算以提高计算精度,并根据磁路模型给出磁轴承磁力的积分型计算公式,得到轴向磁轴承闭环系统的磁力特性曲线。对某飞轮用磁轴承系统的分析表明:磁轴承磁力与磁极气隙和控制电流间具有良好的线性关系,且各控制通道近似解耦,与典型磁轴承结构相比,利于磁轴承系统控制精度的提高和轴向尺寸的减小,适用于磁悬浮飞轮系统。     

基于偏转模型的轴向磁化径向永磁轴承磁力特性研究

分析了机械永磁轴承系统中永磁轴承内磁环的运动规律;运用有限单元法分析了轴向磁化单对径向永磁轴承偏转模型和径向偏移模型的磁力之间的关系,得出运用径向偏移模型会高估轴承的径向磁力而低估轴承的轴向磁力：运用同样的方法分析了在偏转模型中轴向磁化单对磁环的磁力与它的外形尺寸之间的关系,得出其径向磁力随气隙的减小或磁环厚度的增大而增大,轴向磁力随气隙的减小而增大。     

一种永磁轴承的刚度特性分析

介绍了一种混合型磁悬浮轴承及其工作原理,根据磁荷法原理对一个有具体参数的径向磁轴承进行了磁力计算,对计算结果数据应用MATLAB软件求出了转子在各种位置时受到的磁力的数据,建立了转子的刚度矩阵,分析了各主刚度与牵连刚度特性。分析结果表明：该径向磁轴承在转子径向及偏转微动时具有使其自动稳定的能力。     

磁力轴承中电感位移传感器的研究

为提高磁力轴承控制系统中传感器的抗干扰和灵敏度等性能,设计了电感式传感器的机械结构及硬件电路,在硬件电路中采用恒流源激励、相敏检波电路进行检测信号的测量。实验结果表明：所设计的传感器具有较好的线性度和灵敏度,完全适用于磁力轴承系统。