飞轮储能系统径向永磁轴承力学性能和结构分析

针对国家自然基金飞轮储能系统中径向永磁轴承的设计问题,根据轴承的拓扑结构讨论了轴承的类别。建立等效电流模型,推导出了轴承外圈永磁体轴线磁感应强度解析式,并结合有限元分析的结论推导出了轴承径向力的表达式。定义了径向力密度作为衡量轴承性能优劣的标准,并讨论了轴承结构参数对其性能的影响。对飞轮储能系统径向永磁轴承的设计有实际的指导意义。

基于遗传算法的飞轮储能系统用径向永磁轴承的优化设计

对飞轮储能系统用径向永磁轴承设计中径向永磁轴承承载力和结构参数优化的问题进行了研究。在永磁体空间磁场分布解析式的基础上,结合根据分子电流学说建立的环形电流模型,推导出径向永磁轴承的径向力解析表达式;定义径向力密度衡量轴承性能优劣;根据优化理论建立以径向力密度为目标函数的优化模型;最后考虑到单因素变量法的缺陷,采用遗传算法理论和方法,利用MATLAB编程求解轴承结构参数的最优结果。对结果分析可知,轴承最佳的结构参数并不是单因素变量法分析的轴承横截面为正方形。总结了永磁轴承设计的一般步骤和方法,对飞轮储能系统径向永磁轴承的设计有实际的指导意义。