径轴向永磁轴承的承载特性分析
【部分图文】：
本文分析的径轴向组合永磁轴承是由一个可以承受单一方向径向力的径向永磁轴承和轴向永磁轴承组合而成。径向磁轴承的静磁环分为两个部分，其安装方向相反，以实现磁环间磁力的最大化利用[6]。径轴向组合永磁轴承具体的结构形式如图1所示。1为径向上静磁环，2为动磁环，3为轴向静磁环以及4为径向下静磁环。动磁环2与所有静磁环的宽度相同，即L1=L2=L3，而动磁环2与轴向静磁环3的磁环尺寸完全相同，即磁环内径Ri2=Ri3，外径Ro2=Ro3;y表示动磁环2中心线沿y轴的偏移，即径向位移；g0表示动磁环2与静磁环3的初始轴向间隙，g表示运动后动磁环2与轴向静磁环3实际的轴向间隙，z表示动磁环2的轴向位移，即g=g0-z。各个结构相关参数如下：Ri1=51mm,Ri2=Ri3=36mm,Ro1=63mm,Ro2=Ro3=48mm,L1=L2=L3=12mm,g0=3mm，磁环材料选用N35钕铁硼永磁，剩磁Br=1.2106T，矫顽力Hc=918266A/m，以下的分析均基于上述参数进行。
为便于对径轴向组合永磁轴承进行磁环间力学特性的分析，考虑分别建立径向轴承磁力解析模型和轴向轴承磁力解析模型。根据分子电流法理论，建立的轴向磁力解析模型如图2所示。根据分子电流法理论可知：轴向永磁环之间的磁力可等效成静磁环外侧表面C1、内侧表面C2上的闭合电流环路与动磁环外侧表面C3、内侧表面C4上的闭合电流环路之间的磁力矢量和。F1,3z表示C1和C3两个环面之间轴向受力，以下类同。
组合磁轴承的径向部分静磁环选择两个磁化方向相反的半环，这样一来静磁环分为四个半环面，以此建立的轴向磁力解析模型如图3所示。径向部分的磁力由上静磁环1外环面C1′和内环面C2′、下静磁环4外环面C1和内环面C2与动磁环的外磁环面C3和内磁环面C4间相互磁力叠加而成，F1,3y表示C1和C3两个环面之间径向受力，下同。
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