考虑材料非线性及涡流影响的径向电磁轴承等效磁路建模

摘要

电磁场分布特性的准确分析与计算是电磁轴承性能优化的基础,而目前电磁轴承磁场分析时较少同时考虑涡流和铁心磁导率的非线性这两个因素的影响。因此,该文利用指数方程拟合硅钢片的磁化曲线来考虑磁导率的非线性,引入动态相对磁导率来计及涡流对磁场的影响。建立了计及磁极边缘效应、定转子铁心磁阻、铁心磁导率非线性、涡流及实时控制电流在内的径向电磁轴承非线性等效磁路模型。采用该模型计算转子具有静态位移0.1mm时电磁轴承的气隙磁场分布,与有限元仿真结果吻合较好,在磁极正对处的气隙磁通密度的误差基本在3%以内。并分析了转子周期振动导致的铁心涡流对气隙磁通及电磁力的影响,考虑涡流后,磁通及电磁力都有一定程度的衰减,并且转子振动频率越高,衰减越大。