弱耦合径向磁力轴承工作特性的研究

发布时间：2020-04-03 02:05

【摘要】： 磁悬浮技术是利用可控电磁力将转子稳定悬浮的一种支撑技术。磁力轴承系统中存在着多种耦合,多耦合性也是磁悬浮系统的一个特性。由于磁力轴承本身的特殊性,转子的控制精度和其动态响应是影响其能否得到广泛发展和应用的决定性因素之一。而如今磁力轴承的控制系统大多是对每个磁极一一控制,在控制系统的设计上大多未考虑磁极之间的相互耦合,对于在较低转速和较低精度的应用场合,不考虑磁极之间耦合的磁力轴承结构或控制系统也具有一定的可行性和实用性。但是对于近年来磁悬浮转子的转速和旋转精度越来越高,高性能的磁力轴承也呼之欲出。要想设计一套高性能的磁力轴承系统,磁极之间的耦合影响是不可忽略必须面对的一个问题。隔断或者削弱磁极之间的耦合影响可以从控制系统上着手,也可以从轴承本身结构上着手。由于磁力轴承的耦合理论尚未成熟,并且由于磁力轴承中耦合的高度复杂性,从控制系统上着手目前尚具有一定的难度。本文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,故称为弱耦合磁力轴承。并在此基础上利用ANSYS仿真分析常规8极径向磁力轴承和E、C两种结构的磁极之间的耦合特性,定量地分析了各种结构在不同通电状态、不同转子运动状态下磁极之间的电磁力耦合率耦合强弱；论文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,提出了弱耦合径向磁力轴承的耦合模型。同时研究了结构参数对耦合特性的影响,提出了影响耦合特性的关键结构参数的选择准则；探讨了弱耦合径向磁力轴承的制造加工工艺。本文最后还利用磁场基本理论推导了E形径向磁力轴承的承载力计算公式,并在此基础上进行E形径向磁力轴承的结构参数设计,为此类结构的设计提供一套较为完整的设计准则。在总结全文的基础上,对径向磁力轴承磁极间耦合的研究进行了展望。
【图文】：

飞轮电池,磁悬浮

由于磁力轴承具有无磨损、不需润滑、无污染等优点，其在真空超净环境中的应用越来越受关注。1976年，，莱宝公司推出了市场上第一台磁悬浮分子泵，这就是著名的罚RBOVAC560M，图1一3、1一4分别是莱宝MAG系列单轴定位和五轴定位的磁悬浮分子泵实物图。磁力轴承真空泵成为目前磁悬浮技术最大的工业应用领域。一一砂扮‘犷竺邻夕卜{)砂旅一。翩种中嘛户.徐‘图1一3MAG400单轴定位分子泵图1一4MAG1500五轴定位分子泵3)机床中的应用超高速加工一直是机械切削加工发展的一个方向。磁力轴承允许在更高线速度的情况下，以其高刚度、大负载和良好的减振性弥补了空气轴承的不足。

飞轮储能系统

图1一1磁悬浮飞轮电池图2一2飞轮储能系统2)真空和超净环境中的应用由于磁力轴承具有无磨损、不需润滑、无污染等优点，其在真空超净环境中的应用越来越受关注。1976年，莱宝公司推出了市场上第一台磁悬浮分子泵，这就是著名的罚RBOVAC560M，图1一3、1一4分别是莱宝MAG系列单轴定位和五轴定位的磁悬浮分子泵实物图。磁力轴承真空泵成为目前磁悬浮技术最大的工业应用领域。一一砂扮‘犷竺邻夕卜{)砂旅一。翩种中嘛户.徐‘
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.3

【参考文献】