主动电磁轴承的设计与分析

摘要

主动电磁轴承是利用电磁铁产生可控电磁力，从而使转子与定子之间实现无接触悬浮的新型轴承。
　　本文的主要内容如下:
　　(1)主动电磁轴承的分类与原理
　　介绍了主动电磁轴承的分类，并根据不同的应用场合对电磁轴承的原理进行了阐述说明，并推导了相关的公式。
　　(2)主动电磁轴承结构的优化设计
　　根据不同类型主动电磁轴承的结构，在以合理分配磁极面积和线槽面积基础上提出了单位承载力最大、铁芯体积最小的优化目标，分别对三种不同约束条件下的电磁轴承进行了具体的设计;利用VB开发了电磁轴承的设计软件，实现了参数化编程。
　　(3)主动电磁轴承的性能分析
　　在前述设计的基础上，分别利用解析法和有限元法对电磁轴承的磁场、损耗以及温度场进行了分析，得出了电磁力、损耗与温升的计算方法与公式;在有限元分析的基础上，利用ANSYS有限元分析软件对不同类型的电磁轴承的性能进行仿真分析，得到三对极C型、四对极C型以及三对极E型、四对极E型电磁轴承的最佳结构选择，并利用有限元分析对设计方案进行了精准度校正。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 电磁轴承的发展历史

1．2 电磁轴承的发展趋势及难题

1．3 论文主要章节内容

第二章 磁轴承的分类及电磁轴承的电磁力分析

2．1 磁轴承的分类

2．2 电磁轴承的工作原理

2．3 E型径向电磁轴承

2．4 径向电磁轴承定子磁极对电磁力的影响

2．5 本章小结

第三章 不同类型电磁轴承的设计与计算

3．1 铁磁材料的特性

3．2 铁磁材料工作点的优化选择

3．3 C型径向电磁轴承的优化设计

3．3 不同约束条件下的优化设计

3．4 E型径向电磁轴承的优化设计

3．5 不同约束条件下的优化设计

3．6 优化设计实例

3．7 轴向电磁轴承的设计

3．8 本章小结

第四章 电磁轴承的有限元分析

4．1 有限元分析软件ANSYS简介

4．2 基于ANSYS二次开发的电磁轴承电磁特性有限元分析软件

4．3 电磁轴承的磁场有限元分析

4．4 电磁轴承的损耗分析

4．5 电磁轴承的温度场分析

4．6 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献