混合磁轴承电磁场及轴向附加承载力解析分析

摘要

本文介绍了一种永磁偏置混合磁轴承,它集径向主动磁轴承和轴向被动磁轴承于一体,非常适合于空间应用.过去,大量的文献对主动磁轴承进行了大量的研究,而对其被动轴承部分几无涉及.本文提出了一种基于保角变换精确简洁的解析方法,对磁轴承的气隙电磁场和轴向附加承载力进行了分析.该方法可用于磁轴承的优化设计与分析,可准确获得诸如磁轴承气隙漏磁系数、气隙磁密分布、漏磁场分布等重要参数,从而推导出磁轴承轴向附加承载力和轴向被动刚度.本文还分析了混合磁轴承中,主动磁轴承与被动磁轴承的耦合特性,解析出了由径向控制电流产生的轴承电磁力对倾斜力矩的贡献.本文设计了一套用于分析混合磁轴承轴向附加承载力的试验装置,进行了相应的试验和测试,试验结果与解析方法和FEM的结果一致,从而验证了该方法的有效性.