推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性，导出了其静、动特性的系数公式，并结合某涡 轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明，推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响， 并改变径向磁轴承的静负荷分配，使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于５自由 度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。

实心磁铁推力磁轴承热分析

对实心磁铁推力磁轴承热平衡条件进行了分析 ,提出了改进的轴承温度场估算方法。通过对试验结果的综合分析 ,对传统设计计算中较少关注的推力盘 -轴系统的电磁 -温度效应及其对轴承磁铁温升的影响进行了初步分析 ,给出了估算磁铁和推力盘 -轴系统温升的常规方法。研究结果表明 ,对推力盘 -轴系统热损耗及其与绕组 -磁铁间热耦合的忽略以及对气隙传热、散热特性的分析模型选择不当 ,是造成计算值与试验结果出现较大偏差的两个主要原因。

支承飞轮的推力磁轴承设计

讨论了磁轴承用户性能要求与设计解空间参数之间的多对多映射关系和设计中遵循的一般规则 ,对磁轴承的设计过程进行了结构分析。在此基础上 ,通过分析用于陀螺仪中支承飞轮储能系统的推力磁轴承的结构特点和设计约束 ,详细讨论了该产品设计过程中各种设计参数之间的相互约束关系和确定顺序 ,探讨了一种合理的设计参数映射过程 。

推力磁轴承转子系统温度场

以实心铁芯涡流损耗及线圈铜损耗为主要热源,研究了推力磁轴承转子系统的电磁场、温度场及电磁场-温度场耦合效应.给出了基于电磁场-温度场耦合的轴对称温度场有限元求解方法.研究表明,造成系统温升的主要原因是推力磁轴承实心推力盘的涡流损耗.

电磁-温度耦合条件下推力磁轴承涡流损耗分析

针对一类以实心推力盘为主要热源的电磁轴承转子系统,研究了电磁温度耦合条件下从线圈加电到稳定运行整个过程中的电磁场,给出了电磁场涡流损耗的解析计算方法.通过将实例的计算结果与有限元方法及实验结果对比表明,采用该解析计算方法可简单、快捷及准确地解决系统初步设计时的参数选定问题.

热平衡条件约束的推力磁轴承设计参数优化

本文阐述了一种推力磁轴承热平衡条件约束的设计参数优化的有效算法。约束包括外载荷、热平衡、电磁匹配和几何条件。系统设计变量为磁铁内环外径、外环内径、槽口深度和安匝数。还对系统参数作了灵敏度分析。一个高速透平主轴用推力磁轴承的应用实例表明:影响轴承承载力的主要因素是安匝数、静态气隙和槽口截面积。受热平衡和几何条件的限制,静态气隙和槽口面积的可调整范围较小,而适当增大绕组匝数和控制电流,可以显著提高承载力。

实心磁铁推力磁轴承最佳工作点求解方法

力和温升是影响实心磁铁推力磁轴承工作性能的主要因素。本文建立了实心磁铁推力磁轴承承载力 温升分析模型。通过一个应用实例的计算 ,对系统承载力、温升及力 温升特性进行了分析。结果表明 :实心磁铁推力磁轴承存在最佳工作点 ,影响轴承承载力 温升特性的主要因素是静态气隙和绕组安匝数 ,且对静态气隙更敏感。选定了适当的静态气隙后 ,可以通过调整安匝数使轴承运行在最佳工作点附近 ,从而实现了轴承性能优化。

推力磁轴承的优化设计与有限元分析

本文在已知定子内、外径的条件下,根据推力磁轴承承载力和温升的约束条件,以推力磁轴承体积最小为目标设计了一套推力磁轴承,并利用有限元分析软件ANSYS对其电磁特性进行了验证。结果表明,优化设计出的推力磁轴承满足承载力最大的要求。

基于ANSYS的推力永磁轴承磁力特性研究

对一种推力永磁轴承进行了力学特性分析,由于其只产生轴向位移且具有轴对称结构,故将其简化成轴对称二维平面模型进行研究,利用ANSYS对其1/2模型进行磁力特性的计算分析,分别得出其动、定磁环宽度、厚度、截面积和气隙对轴向承载力和轴向刚度的影响。通过对比分析可知,在设计推力永磁轴承时,为了得到理想的承载力和刚度,动、定磁环的尺寸应一致,磁环的厚度与宽度应相等,磁环截面积的选取当以满足承载刚度为准,磁环气隙的选择应视工况而定。

力耦合特性对混合式磁轴承的影响

针对径向被动、轴向主动的混合式磁轴承(HMB)出现径向、轴向同时失效的现象,从力耦合的角度对其进行分析。将定子等效为两个对称的半圆盘,利用矢量叠加原理,建立了推力轴承的力耦合方程。并针对矢量叠加方式较难显性表述力耦合与刚度之间关系的缺点,将推力轴承等效为两个对称的半圆形轴承,利用轴向力的线性化解析方法,得到了HMB实现稳定悬浮需要满足的前提条件,并进一步得出了HMB的外载荷刚度。利用深沟球轴承的静态受力模型,建立了转轴的运动方程。结果表明,在转轴的运动方程中增加力耦合模型后,仿真分析与实验结果吻合较好。