同极性径向混合磁悬浮轴承的基础研究
发布时间：2021-10-22 16:19
超临界二氧化碳发电系统是一种新兴的涡轮发电设备,其发电效率和系统功耗与涡轮转子的转速有直接关系。然而传统机械轴承由于存在接触摩擦、机械磨损,导致其支承下的涡轮转子难以顺利跨阶,阻碍了转子突破最高转速,发电效率无法提高,系统功耗无法降低。而根据相关研究可知,混合磁悬浮轴承的引入,能消除机械摩擦磨损,有效降低主动磁悬浮轴承功率损耗,同时能实时在线调整轴承刚度阻尼,改变转子支承特性,解决机械轴承支承系统的问题。因此,本文提出采用混合磁悬浮轴承替代传统机械轴承,然后主要研究了以下内容:（1）总结了同极性与异极性径向混合磁悬浮轴承的基本结构特性与优缺点,然后研究了一种同极性径向混合磁悬浮轴承（Radial Hybrid Magnetic Bearing,RHMB）,采用基于漏磁与磁阻系数修正的等效磁路法建立了磁路模型,推导出悬浮力方程,定性分析了永磁负刚度产生机理,最后给出了同极性RHMB结构参数设计过程。（2）采用正交实验法对个别结构参数进行了仿真优化,然后通过仿真分析了气隙磁场分布规律,验证了理论设计的正确性;利用理论与仿真计算获得的气隙磁通密度比值修正了支承刚度曲线偏差;径向耦合特性的分析...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一C02发电机组组件图
同极性 RHMB 基本结构形式本节根据参考的类型划分依据将同极性 RHMB 的基本结构进行划分，地阐述其工作原理和应用场合。文献[24-30]研究了多种同极性 RHMB，其定子夹装永磁体，基本结构仅画出竖直方向）如图 2-1 所示。根据分类可划分为全气隙悬浮型 RHMRHMB 包含两个径向定子，每个定子均为四磁极结构，对称分布在轴向磁体两侧，八个线径与匝数均相同的径向控制绕组分别缠绕在两个定子定子相对磁极上的两个线圈串联，产生控制磁通与偏置磁通矢量叠加生可控的悬浮力，满足转子悬浮要求。由于线圈多至八个，必须保证空间放置线圈，且永磁体的充磁方向上的厚度也必须大到足以提供满偏置磁场，因此该 RHMB 轴向长度相对较长，结构也比较复杂；但是极均是主磁极，均可提供可控的悬浮力，因此其控制性能较好，所以泛，例如磁悬浮飞轮中的RHMB[25]，五自由度反应飞轮系统使用的RHM
产生向左的电磁力平衡外部扰动。同理，在竖直方向上是同。文献[30-36]研究了另外几种同极性 RHMB，其转子套装永磁体，基本路（仅画出竖直方向）如图 2-2 所示。依照划分依据可分为全气隙悬MB，其转子共分为三个部分，两个导磁圆筒与永磁环，两个导磁圆环分环两侧；其定子部分同样为两个四磁极结构，并且每个定子的磁轭部成隔磁材料；轴向方向相对应的两个定子磁极通过导磁铁芯连接在一圈的绕法与上一种结构有所不同，每个定子相对磁极线圈与轴向方向磁极线圈串联，产生的控制磁通在轴承截面流通；此全气隙悬浮型 R浮原理与上一种 RHMB 近似相同，且应用对象也大致相似，例如磁悬能系统、卫星姿态控制系统等[34-35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁偏置径向磁轴承拓扑研究及其进展[J]. 赵旭升. 微特电机. 2016(01)
[2]二氧化碳发电前沿技术发展简述[J]. 高峰,孙嵘,刘水根. 海军工程大学学报(综合版). 2015(04)
[3]基于偏置/控制磁场比例约束的单边混合型轴向磁轴承设计[J]. 邹望蠡,王晓琳,邓智泉,刘胜利. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]利用CO2动力循环的水泥余热发电系统[J]. 韩乐静. 水泥. 2014(09)
[5]永磁偏置型径向磁悬浮轴承参数设计方法研究[J]. 梅磊,张广明,王德明. 机械科学与技术. 2013(12)
[6]永磁偏置轴向磁悬浮轴承的类型划分与拓扑结构设计[J]. 梅磊,朱剑,张广明,王德明. 微特电机. 2013(11)
[7]永磁偏置轴向磁悬浮轴承拓扑结构研究现状[J]. 张广明,朱剑,梅磊. 微特电机. 2013(08)
[8]基于精确磁路的永磁偏置轴向径向磁轴承设计[J]. 汪波,邓智泉,赵旭升,刘程子,华春. 中国机械工程. 2012(17)
[9]新型混合径向磁轴承结构及其磁力特性[J]. 陈君辉,杨逢瑜,聂朝瑞,李正贵,杨军,王鹏雁. 兰州理工大学学报. 2012(04)
[10]异极性永磁偏置径向磁轴承的参数设计与实现[J]. 赵旭升,邓智泉,汪波. 电工技术学报. 2012(07)
博士论文
[1]大气隙混合磁悬浮轴承相关理论及设计方法的研究[D]. 王念先.武汉理工大学 2013
[2]混合型磁悬浮轴承基础研究[D]. 梅磊.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]大气隙混合磁力轴承磁场分布规律研究[D]. 简宝寅.武汉理工大学 2012
本文编号：3451452
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一C02发电机组组件图
同极性 RHMB 基本结构形式本节根据参考的类型划分依据将同极性 RHMB 的基本结构进行划分，地阐述其工作原理和应用场合。文献[24-30]研究了多种同极性 RHMB，其定子夹装永磁体，基本结构仅画出竖直方向）如图 2-1 所示。根据分类可划分为全气隙悬浮型 RHMRHMB 包含两个径向定子，每个定子均为四磁极结构，对称分布在轴向磁体两侧，八个线径与匝数均相同的径向控制绕组分别缠绕在两个定子定子相对磁极上的两个线圈串联，产生控制磁通与偏置磁通矢量叠加生可控的悬浮力，满足转子悬浮要求。由于线圈多至八个，必须保证空间放置线圈，且永磁体的充磁方向上的厚度也必须大到足以提供满偏置磁场，因此该 RHMB 轴向长度相对较长，结构也比较复杂；但是极均是主磁极，均可提供可控的悬浮力，因此其控制性能较好，所以泛，例如磁悬浮飞轮中的RHMB[25]，五自由度反应飞轮系统使用的RHM
产生向左的电磁力平衡外部扰动。同理，在竖直方向上是同。文献[30-36]研究了另外几种同极性 RHMB，其转子套装永磁体，基本路（仅画出竖直方向）如图 2-2 所示。依照划分依据可分为全气隙悬MB，其转子共分为三个部分，两个导磁圆筒与永磁环，两个导磁圆环分环两侧；其定子部分同样为两个四磁极结构，并且每个定子的磁轭部成隔磁材料；轴向方向相对应的两个定子磁极通过导磁铁芯连接在一圈的绕法与上一种结构有所不同，每个定子相对磁极线圈与轴向方向磁极线圈串联，产生的控制磁通在轴承截面流通；此全气隙悬浮型 R浮原理与上一种 RHMB 近似相同，且应用对象也大致相似，例如磁悬能系统、卫星姿态控制系统等[34-35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁偏置径向磁轴承拓扑研究及其进展[J]. 赵旭升. 微特电机. 2016(01)
[2]二氧化碳发电前沿技术发展简述[J]. 高峰,孙嵘,刘水根. 海军工程大学学报(综合版). 2015(04)
[3]基于偏置/控制磁场比例约束的单边混合型轴向磁轴承设计[J]. 邹望蠡,王晓琳,邓智泉,刘胜利. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]利用CO2动力循环的水泥余热发电系统[J]. 韩乐静. 水泥. 2014(09)
[5]永磁偏置型径向磁悬浮轴承参数设计方法研究[J]. 梅磊,张广明,王德明. 机械科学与技术. 2013(12)
[6]永磁偏置轴向磁悬浮轴承的类型划分与拓扑结构设计[J]. 梅磊,朱剑,张广明,王德明. 微特电机. 2013(11)
[7]永磁偏置轴向磁悬浮轴承拓扑结构研究现状[J]. 张广明,朱剑,梅磊. 微特电机. 2013(08)
[8]基于精确磁路的永磁偏置轴向径向磁轴承设计[J]. 汪波,邓智泉,赵旭升,刘程子,华春. 中国机械工程. 2012(17)
[9]新型混合径向磁轴承结构及其磁力特性[J]. 陈君辉,杨逢瑜,聂朝瑞,李正贵,杨军,王鹏雁. 兰州理工大学学报. 2012(04)
[10]异极性永磁偏置径向磁轴承的参数设计与实现[J]. 赵旭升,邓智泉,汪波. 电工技术学报. 2012(07)
博士论文
[1]大气隙混合磁悬浮轴承相关理论及设计方法的研究[D]. 王念先.武汉理工大学 2013
[2]混合型磁悬浮轴承基础研究[D]. 梅磊.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]大气隙混合磁力轴承磁场分布规律研究[D]. 简宝寅.武汉理工大学 2012
本文编号：3451452
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