叠片铁芯式轴向冗余磁悬浮轴承的设计

由于无法采用硅钢片叠片结构,传统两环轴向冗余磁悬浮轴承定子通常采用电工纯铁整体式结构,为克服整体式结构在工作时会产生较大涡流损耗和温升的问题,提出了叠片铁芯式轴向冗余磁悬浮轴承,介绍2种冗余磁悬浮轴承的结构,对比了两环轴向冗余磁轴承和叠片铁芯式轴向冗余磁轴承的承载力和温升性能。结果表明,叠片铁芯式轴向冗余磁轴承的承载力和温升均有明显的优势。     

径向永磁轴承轴向承载能力分析与结构优化设计

在简化磁体模型的基础上,研究了两个同心永磁环构成的径向永磁轴承在轴向偏移时磁力和刚度的计算方法,通过提高永磁轴承刚度的方法导出径向永磁轴承最优结构尺寸.从理论上阐述了在设计过程中如何确定径向永磁轴承的高度及截面尺寸,达到节省永磁材料、减小轴承尺寸的目的.     

轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承轴向磁力研究

为了解决轴向磁化永磁轴承磁力偏小的问题,该文设计了能充分利用磁能、具有更大轴向磁力的轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承新结构。基于分析磁环气隙磁导及稀土永磁材料特性,结合磁通连续原理和线性叠加原理,用虚位移法对气隙磁能求偏导,得到了该型永磁轴承轴向磁力解析模型。模型表明:轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承轴向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比;轴向磁力随磁环的径向宽度、平均直径、磁环数及磁路总磁导的增大而增大,随磁环轴向平均间隙、径向平均间隙增大而减小。在一定轴向尺寸内,单个永磁环磁化方向的长度小,则磁环数增多,轴向磁力增大。经验证,模型计算值和实验值基本吻合。     

轴向磁化双永磁环悬浮轴承静态磁力的研究

永磁悬浮轴承由于结构简单且不需要复杂的位置控制系统而具有相当的应用价值。基于永磁材料的线性退磁曲线,通过对双永磁环的磁路分析,利用间隙磁导的拟合计算公式,采用虚功原理法得到双永磁环轴向静态磁力的解析模型,该解析模型可以计算不同内外径的双永磁环悬浮轴承的轴向静态承载力,并设计了测量双永磁环间隙与磁力关系的实验装置,实验结果表明,永磁环磁力解析模型的计算值和实测值吻合较好,该方法能较好的计算出双永磁环悬浮轴承的静态承载力。     

极化电磁机构的原理及电磁力计算

轴向振动是磁力研磨加工的主要运动之一,极化电磁机构具有结构简单、磁极头体积小、重量轻,没有因导轨造成的摩擦力等优点.是实现高频振动和强力研磨的理想机构.介绍了极化电磁机构的结构及工作原理,进行了电磁力分析计算.     

轴向放置的轴向磁化多环永磁轴承径向磁力研究

针对轴向放置的轴向磁化双环永磁轴承径向磁力偏小以及磁力数值计算复杂等问题,设计了能充分利用磁能、具有更大径向磁力的轴向放置的轴向磁化多环永磁轴承。分析了磁环气隙磁导,结合稀土永磁材料特性、磁通连续原理和线性叠加原理,用虚位移法得到了该永磁轴承径向磁力解析模型。经由三坐标立式铣床和三轴测力仪改装的实验台测试验证,模型计算值和实验值基本吻合。     

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。     

重载磁力轴承力学特性和热特性分析与优化

磁力轴承在转子系统的稳定性分析中的应用越来越广泛,因此保证磁力轴承特性分析准确极为重要。为了达到承载力要求,利用Maxwell软件对磁力轴承的定子外径和磁极宽度等进行了优化分析,从而设计出符合要求的结构。并利用Maxwell软件计算出该磁力轴承在通电状态时产生的损耗,通过和Workbench联合,进行磁-热耦合分析,深入地研究磁力轴承温度场分布情况,从而为该重载磁力轴承的应用提供理论基础。也对设计的重载磁力轴承进行电磁力标定实验和温升实验分析,为后续研究提供参考。     

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.     

小型低风速风力发电机永磁轴承的设计与分析

风能是重要的可再生能源,低风速风能的利用对风力发电的发展有重要意义。磁力轴承能有效地减小风力发电机的启动阻力矩、降低启动风速。永磁轴承具有体积小、无功耗、结构简单、零响应时间等优点而被广泛应用。对永磁轴承的结构设计进行了分析,并采用轴向磁化轴向叠加多环径向永磁轴承作为低风速风力发电机主轴支承,用有限元法分析计算了的永磁径向轴承的径向力,完成了实验样机,对比实验表明,该样机的启动阻力矩比传统的风力发电机降低了40%。     

锥形永磁轴承磁力解析模型

为了解决锥形永磁轴承缺乏磁力解析模型问题,基于平面点磁荷的磁场和虚功原理,结合两块平行矩形截面永磁体及锥形永磁轴承结构特点,建立了锥形永磁轴承的磁力解析模型,用ANSYS仿真验证了该解析模型的正确性,分析了锥形永磁轴承悬浮磁力与其结构参数之间的关系。研究结果表明：锥形永磁轴承磁力与磁环的平均周长和磁环磁通密度的平方成正比,磁力随着磁环径向宽度的增大而增大,小尺寸范围内随磁环截面长度的增大而增大;轴向磁力随磁环锥角的增大而减小,随轴向偏移的增大而减小。该研究模型为锥形永磁轴承设计计算及其结构参数优化提供了技术支持。     

永磁轴承结构综述

与传统轴承相比,永磁轴承具有无摩擦磨损、高转速等优点,其低损耗和无环境污染等特点也十分契合“低碳环保”的时代主题,因此在一些高速和精度较高的场合下得到广泛应用。首先,根据支承方式,对径向、轴向以及堆叠结构永磁轴承的结构形式进行了介绍,通过永磁环产生的吸力或斥力分析了各类永磁轴承的工作原理;其次,介绍了磁路法、有限元法等永磁轴承磁力计算方法并详细阐述了等效磁荷法的求解过程;然后,对永磁轴承实际应用中结构参数的选择进行了讨论并介绍了永磁轴承在储能飞轮、风力发电机、人工心脏泵以及其他机械领域的应用现状;最后,从实际应用、生产制造等方面对永磁轴承的发展进行展望。     

永磁磁力轴承的悬浮力分析与计算

阐述虚功原理的有限元计算方法，采用虚功原理法对轴向永磁磁力轴承进行了悬浮力的分析和计算，并就该类轴承的两磁环之间的气隙和结构参数对轴承性能的影响进行了研究。计算结果表明，对轴向永磁磁力轴承，两磁环之间的气隙和结构参数对悬浮力有明显的影响，它为永磁磁力轴承的设计优化提供了理论依据。     

执行器故障对磁力轴承性能影响的研究

针对具有冗余结构的径向磁力轴承,运用Matlab对执行器故障导致不同磁极失效情况下转子的动态特性进行了仿真分析。在不改变磁力轴承机械结构的前提下,根据磁力轴承系统的实际工作情况和稳定性要求采取了增加线圈电流的措施,改善了磁力轴承的动态特性。研究结果为实施提高磁力轴承可靠性的补偿策略提供了依据。     

径向磁化的双筒永磁轴承轴向磁力研究

为了解决径向磁化的双筒永磁轴承轴向磁力数值计算复杂及缺乏计算轴向磁力的工程化解析模型等问题,该文在分析磁筒气隙磁导的基础上,结合磁通连续性原理和稀土永磁材料特性,通过电磁场理论中的虚位移法得到了该型轴承工程化轴向磁力解析数学模型。模型表明:该型轴承轴向磁力与磁筒剩磁的平方成正比;轴向磁力随磁筒间隙半径、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大,随磁筒间隙的增大而减小。在轴承正常轴向工作范围内,该模型计算值与实验值相当吻合。     

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。     

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.     

一种轴向磁力轴承定子结构参数的确定方法

针对轴向磁力轴承定子的结构设计，在充分考虑材料的电磁性能的基础上，提出了一种结构参数的确定方法，为进一步的磁力轴承优化设计及参数驱动的智能设计提供了参考。     

一种新颖的磁力弹簧及其弹性

研制了一种磁力弹簧,它由直径大小不同的两个磁环同轴同向排列,其中一环固定,另一环可轴向滑动,组成磁力弹簧。在磁场作用下,两环自动保持一定的轴向间隙,任何外力作用下此间隙的改变会产生一个恢复力,即弹力。与机械弹簧相比较,磁力弹簧不仅节省金属材料,而且具有稳定性好及振动噪声小等优点。弹性分析显示,磁力弹簧的弹力随位移变化的线性相当好,弹性大小和可压缩位移取决于大、小磁环的直径及两者之差和磁环的轴向高度。     

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。