永磁电动悬浮轴承力特性分析

摘要

磁悬浮轴承是一种利用电磁力使得定子对转子实现无接触悬浮支承的轴承，具有无摩擦、无污染、低能耗、低噪声以及维护成本低、使用寿命长等一些特点，在真空设备、洁净无菌空间、高精度高转速、航空航天等领域有广泛应用前景。本文将永磁电动悬浮技术应用在磁悬浮轴承上，分析了永磁电动悬浮轴承的力特性，主要工作如下:首先，分析了直线型Halbach结构永磁电动悬浮系统的模型，并利用ANSYS有限元仿真计算软件进行了相互验证。
　　 然后，设计了几种结构的永磁电动悬浮轴承，并简要叙述了各种结构的优缺点，并选择了其中一种作为研究对象，建立了该结构永磁电动悬浮轴承的数学模型。
　　 其次，研究分析了永磁电动悬浮轴承的各设计参数如高度极距比、气隙、极对数等对力特性的影响，并利用ANSYS有限元仿真计算软件进行了相互验证。对永磁电动悬浮轴承的设计有参考意义。
　　 再次，找到了轴承设计尺寸等比例放大缩小后力特性的变化规律，这为研究各种尺寸的轴承力特性提共了方便。分析了各参数对理论计算结果与ANSYS有限元计算结果误差的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 磁悬浮轴承的研究背景

1．2 永磁电动悬浮轴承的研究概况

1．3 课题研究意义与本文内容安排

第二章 直线型Halbch结构永磁电动悬浮系统的数学模型

2．1 Halbach结构的基本理论概述

2．2 模型建立

2．3 理论计算与ANSYS有限元计算验证

2．4 本章小结

第三章 永磁电动悬浮轴承的结构设计与数学建模

3．1 径向两自由度永磁电动悬浮轴承的设计

3．2 轴向单自由度永磁电动悬浮轴承的设计

3．3 三自由度永磁电动悬浮轴承的设计

3．4 轴径向五自由度永磁电动悬浮轴承的设计

3．5 模型建立

3．6 本章小结

第四章 永磁电动悬浮轴承磁力计算与分析

4．1 转速对转轴受力情况的影响

4．2 不同极对数对转轴受力情况的影响

4．3 不同磁体高度对转轴受力情况的影响

4．4 不同气隙对转轴受力情况的影响

4．5 轴承尺寸等比例放大后力特性的分析研究

4．6 不同极对数和气隙极距比对理论计算准确性的影响

4．6．1 气隙极距比相同，不同极对数

4．6．2 极对数相同，不同气隙极距比

4．7 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果