无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生机理研究

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,推导了无轴承永磁同步电机径向悬浮力数学模型;用有限元分析和计算方法,讨论了无轴承永磁同步电机在定子绕组相应等效电流作用的情况下,改变径向悬浮力绕组中电流、电机气隙磁路分布状况,并且在考虑磁路饱和及非线性情况下,计算了电机径向悬浮力与绕组中电流之间的非线性关系．研究结果对电机的优化设计及如何获得最大径向悬浮力提供了理论依据．     

无轴承永磁同步电机转子悬浮原理与解耦控制

在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理基础上,分析和推导了径向悬浮力和径向悬浮力绕组中电流及永磁体等效电流之间的关系,采用转子磁场定向控制策略对无轴承永磁同步电机径向悬浮力进行解耦控制,并在电机不同负载情况下设计了数字控制系统.采用TMS320LF2407 DSP研制了数字控制控制系统硬件,并开发软件.实验结果表明,电机空载运行在3000 r/min时,转子径向位移振动幅值小于100μm,电机在0~3000 r/min时,能够实现转子快速稳定悬浮和运转.     

永磁立轴式轴向磁力轴承的实验与动态分析

同常规轴承相比，磁力轴承有许多独特的优点，使其应用更为广泛。本文就永磁立轴式轴向磁力轴承的结构；承载能力与间隙、与横向位移的关系；横向滑移力与间隙、与横向位移的关系以及刚度进行了实验研究，并提出了几种改进磁力轴承动态性能的措施     

采用有限元法分析径向永磁轴承的力学特性

文章采用有限元法对径向永磁轴承的磁场分布进行了数值模拟分析 ,并就轴承结构参数对轴承特性的影响进行了研究。研究结果表明 ,对于斥力型径向轴承 ,两磁环之间的轴向位移对轴承的承载力与刚度有明显影响 ;对于吸力型轴承 ,两磁环之间的气隙选择至关重要。研究结论为径向永磁轴承的设计、优化与应用提供了科学依据。     

磁力轴承的电磁力分析及刚度研究

首次考虑了磁力轴承控制电流中位移反馈成分对磁力的影响,分析了稳定性对磁力的要求,通过求解控制电流方程,首次给出了磁力轴承的刚度估计及设计公式,并讨论了磁力轴承特征参数对轴承刚度的影响。     

智能磁力轴承实现中的静态设计方法

电磁轴承是磁悬浮原理在机械领域中的一个应用实例,因其具有运动阻力小、无接触摩擦和磨损、功耗低以及寿命长等优点,而受到科学家和企业家的普遍关注,又由于其设计问题涉及多个学科领域的专业知识而增加了难度,使得其推广和应用受到一定的限制.利用机器人的理论和技术可赋予电磁轴承以专业设计人员的“智慧”,使它能够“独立”地“鉴别”将要“面对”的任何转子(或悬浮体),再根据“已有的专业知识”,包括“设计经验”,对转子(悬浮体)系统进行静动特性分析的综合分析,“在线设计”出系统合适的控制参数,实现稳定的悬浮支承.这就是智能磁力轴承的主要思想.     

永磁磁性传动器驱动扭矩的分析计算

从气隙磁场分析出发，探讨了磁性传动器驱动扭矩的计算方法，并应用于圆筒型永磁磁力传动联轴器实例研究。     

利用虚功原理计算两平行共轴载流圆线圈的磁力

由诺依曼公式借助椭圆积分计算二平行共轴圆线圈间的互感系数 ,利用虚功原理获得此二载流圈间相互作用的磁力 ,并对磁力的性质加以讲座和图示     

永磁磁性传动器驱动扭矩的分析计算

从气隙磁场分析出发，探讨了磁性传动器驱动扭矩的计算方法，并应用于圆筒型永磁磁力传动联轴器实例研究。     

磁轴承中磁路设计问题的研究

电度表用磁力轴承越来越受人们的青睐.该文采用有限元法编写的ANSYS软件对磁轴承的核心零件尺寸进行了计算,通过计算得出磁环的最佳尺寸参数,实验表明,计算结果与实测结果的偏差很小.根据计算结果,设计并制造了一种全新的磁悬轴承,结果令人满意.     

磁悬浮主被动飞轮和被动磁轴承轴向力设计分析

针对现有商业卫星用磁悬浮飞轮存在发射成本高、体积大、重量大、功耗大、结构复杂和控制难度大等缺陷,提出了采用三自由度自稳定被动磁轴承代替原有磁轴承方案的磁悬浮主被动飞轮。分别介绍了飞轮和被动磁轴承结构、工作原理;通过等效磁荷法对被动磁轴承轴向力和轴向力刚度进行了数学建模;采用数值分析法,对被动磁轴承不同高宽比和气隙宽度的轴向力—位移曲线进行分析比较,并基于工程实际,选用高宽比为2和气隙宽度为1mm的被动磁轴承模型;采用有限元法,对飞轮在仅轴向偏移、径向偏移扰动、径向扭转扰动和同时发生径向偏移扰动与径向扭转扰动四种工作状态下轴向力自稳定性进行了分析。研究结果表明,轴向自稳定性满足性能需求,该自稳定被动磁轴承为商业航天卫星的磁悬浮飞轮的性能提升与成本降低提供了新的思路。     

平行共轴载流圆线圈间的磁力计算

由诺依曼公式借助椭圆积分计算二平行共轴圆线圈间的互感系数，利用虚功原理获得此二载流线圈间相互作用的磁力，并对磁力的性质加以讨论图示。     

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析，并利用泛函理论建立了与该模型对应的交分形式，再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位，因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出，用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。     

磁悬浮止推轴承控制系统的分析与设计

介绍了磁力轴承的主要特点及应用,并以一磁悬浮止推轴承模型作为研究对象,建立了系统的数学模型。应用状态反馈法及数字控制技术进行了控制系统设计,设计了控制系统调节器,并给出了实验结论。     

电磁推力轴承磁路计算方法的改进

用有限元法对同向和反向偏流输入情况下各种结构布置形式的电磁推力轴承系统按整体模型进行磁场和承载力的计算,分析了不同结构型式对磁通分布和电磁力大小的影响。以磁路的基尔霍夫定律和欧姆定律为基础,将电磁推力轴承的整体磁场模拟为等效的电路网络,探讨了不同磁路的磁阻计算方法,然后通过简单的串、并联电路分析,算出整体磁场中的磁通分布和电磁力值,其结果与有限元分析相一致。确认了等效网路法对电磁轴承考虑漏磁影响的整体结构设计计算的适用性,并给出了具体的计算方法。     

液体动压滑动轴承油膜温度场的分析与计算

对油膜温度分布采用模拟薄膜平衡状态时最小位能原理，用有限元法分析并建立计算关系式，对液体动压滑动轴承油膜温度场工况提供了较精确的计算方法     

永磁弹簧的设计与计算分析

提出了几种永磁弹簧的设计方案，并给出了相应的计算方法。分别采用解析法、有限元仿真法计算分析了两个永磁体间的磁场力与其距离的关系特性，并由此组合构成不同形式的永磁弹簧，使其合力近似于一般机械弹簧的力学特性。实验结果与理论计算结果接近，表明笔者提出的方法适于永磁弹簧的设计与计算。     

高速磁浮主轴的系统模型及动态分析

阐述了高速磁浮轴承主轴系统的主要特点，结构及应用，并以径向电磁轴承模型作为研究对象，建立了系统的数学模型。通过数字仿真分析了系统的动态特性，确定了控制器参数范围。     

磁悬浮转子的非线性控制

单轴磁悬浮轴承的模型是非线性最小相位的．其控制可以直接用非线性来控制,与用线性近似的线性控制方法相比较具有反馈精确线性化、高增益反馈等优点．