一种应用于精密隔振平台的双曲线磁通磁轴承设计

针对精密隔振系统磁轴承存在悬浮力密度小、波动大以及耦合力大问题,设计了一种双曲线磁通结构的磁轴承(MBHFM)。首先利用等效电流法和永磁体镜像法推导了带有磁轭的双曲线磁通的磁轴承的气隙磁场和悬浮力的表达式,并分析了磁轴承悬浮力波动对隔振性能的影响。其次根据双曲线磁通的磁轴承悬浮力线性分布特点,采用电流前馈补偿方法使磁轴承获取更低悬浮力波动的恒定悬浮力。最后,对双曲线磁通的磁轴承与常见的双边Halbach结构磁轴承(MBBH)进行了仿真分析与测试。仿真结果表明所设计双曲线磁通的磁轴承样机静态悬浮力平均值为153.75 N,静态耦合力系数为0.42%,电流前馈补偿后合成悬浮力波动系数为0.15%,较双边Halbach结构磁轴承静态悬浮力密度提高了20%,静态耦合力系数减小了72.2%,合成悬浮力波动系数减小了89.3%。测试结果进一步验证了所设计样机的高性能。