磁悬浮推力轴承的电磁性能分析及结构设计

发布时间：2020-08-31 14:35

　　 磁悬浮轴承是一种利用电磁力将转子悬浮于空间实现非接触式支承的装置,具有无摩擦、无需润滑、无油污染、能耗低、噪声小、寿命长等优点,特别适用于真空、超静室、高速等特殊环境中,具有广泛的应用前景。而磁悬浮推力轴承是对其轴向进行支承的装置,主要由推力盘、电磁铁、控制器、功率放大器及传感器组成。 本文就磁悬浮推力轴承的设计研究是在电磁场分析的基础上进行的。具体做了以下工作: 一、利用磁路解析法推导推力轴承电磁力计算公式、并对其最大承载力和动载力进行推导。进一步探讨了推力轴承中的机械系统和控制系统中的参数对电磁力的影响。 二、利用有限元法对推力轴承的电磁场进行了数值分析。对不同定子结构的推力轴承进行电磁场分析,并对两种不同结构在平衡状态、起浮状态以及倾斜时的电磁力进行比较,研究其结构对电磁力的影响。同时分析比较轴承材料以及边缘效应对磁场的影响。 三、在归纳与总结有关磁悬浮轴承设计理论和方法的基础上,建立磁悬浮推力轴承优化设计软件系统,从而实现磁悬浮推力轴承结构的参数化设计。此项工作的实现是以VB编程工具、AutoCAD绘图工具、Ansoft有限元分析软件为平台进行二次开发完成的,本设计软件为磁悬浮轴承的设计提供了基础的平台。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：

2、建立几何模型ZD建模器是ZD场模拟器中的重要组成部分，用来绘制设备的几何模型。以Z轴为对成轴，轴的中心为(O，0)点，根据结构参数绘制模型如图3.5所示(等宽磁极和等面磁极的结构参数见表3.1所示)图3.5推力轴承的有限元分析模型

(a)等宽磁感应强度图(b)等面磁感应强度图图3.8推力轴承磁感应强度图由图3.8可知:等宽磁极和等面磁极在内环磁极中部以及内外环都有较大磁感应强度，而在靠近磁极面处磁感应强度偏小，这是由

电磁力的大小取决于磁极端面处的磁感应强度，因此分析此处的磁感应强度对承载力的影响至关重要，进而为定子结构的优化提供理论指导。用Ansoft仿真得到两种结构磁极面处的磁感应强度曲线，得到其上各点的值如图3.9所示。由图可知:对于等宽磁极其内环磁极处的磁感应强度较外环大，这是由于穿过两磁极的磁通量近似相等，而外环面积大，故由中二BS可得内环B大。同理，等面磁极中，内外环磁极面处磁感应强度相近。同时发现，两种结构的磁感应强度在磁极边缘都较大。它它少少少 ;几 ::::: IIIIIII:， :{{{{{rrr犷”::二:咋咋 )))))又又又图3.9推力轴承磁极面处的B值

【引证文献】

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本文编号：2808936