悬浮力

摘要： 介绍了异极永磁偏置径向混合磁轴承的结构和工作原理,利用等效磁路法建立悬浮力计算模型,理论分析说明异极磁轴承比三极磁轴承最大承载能力提高了33.3%,通过有限元分析得出异极磁轴承能得到比三极磁轴承更好的悬浮力与电流线性关系。搭建试验台对理论分析和仿真结果进行验证,异极磁轴承悬浮力与电流线性关系更好,最大承载力提高了29.4%,进一步说明了异极磁轴承的优越性。

摘要： 针对太阳能帆板等长直部件产生的复杂振动,结合磁性液体动力吸振器的运动与浮力方程,设计了一种衰减平面内任意方向直线与扭转振动的磁性液体动力吸振器。采用有限元仿真软件建立了吸振器仿真模型,研究吸振器充满磁性液体时顶板形状、永磁体直径和永磁体上通孔半径对吸振器悬浮力和刚度的影响。结果表明,永磁体直径增大或通孔减小会增大吸振器悬浮力和刚度,采用异形顶板时质量块直线行程更大且顶板形状不影响刚度。最后通过实验研究永磁体直径与磁性液体加入量对质量块所受悬浮力的影响。结果表明永磁体较大时质量块所受悬浮力随磁性液体添加而增大的速度更快,为避免“缓坡”的出现,应在质量块上下永磁体位置均匀添加磁性液体。

摘要： 基于静压气体轴承具有可提供较大承载力与主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、可控性好的特点,提出了一种新型气磁悬浮轴承。研究了其悬浮机理,基于静压气体轴承压力分析以及主动磁轴承磁路分析,建立了气磁悬浮轴承悬浮力的数学模型;通过有限元仿真分析了气磁轴承的磁场特性、流场特性以及气磁耦合特性,确定了气磁轴承的承载能力。研究结果表明:该气磁轴承转子系统结构紧凑,简化了传统结构的冗杂性,动静态特性良好,具有较高的刚度和承载力。

摘要： 利用高温超导钉扎磁浮系统的永磁轨道磁场与线圈间的电磁作用实现驱动功能的非接触式驱动方式,可以提高磁轨磁能利用率、降低传统直线电机带来的成本,但以往研究仅针对驱动性能开展研究,并未综合考虑悬浮、导向与驱动性能。针对这一问题,本文综合永磁轨道与车载超导块材、线圈之间的电磁关系研究高温超导钉扎磁浮系统悬浮、导向与驱动综合性能。首先,结合直线直流电机的原理,理论分析非接触式驱动方式的可行性。其次,利用FEMM仿真研究磁轨磁场分布云图并提出三种产生对称磁场的永磁阵列。然后,在同一磁轨条件下,应用幂指数模型在Comsol Multiphysics中建立高温超导钉扎磁浮基本系统模型,仿真比较新型永磁轨道与原Halbach磁轨的磁场强度、悬浮力和导向力。最后,在ANSYS Maxwell中建立非接触式驱动方式的电磁模型,基于仿真模型导出的数据利用安培定律求解出单匝线圈的驱动力,结果表明:基于新磁轨的高温超导钉扎磁浮系统在保证良好悬浮导向性能的同时具有一定的驱动能力。该工作将为非接触式驱动方式在高温超导钉扎磁浮系统中的应用提供可能的途径,同时为高温超导钉扎磁浮实现悬浮、导向、驱动一体化奠定基础。

摘要： 面向高温超导钉扎磁悬浮列车的磁轨关系,测试了不同场冷高度下双峰永磁轨道和高温超导块组合的悬浮力特性,得到了悬浮力随距离的增加先增大后减小且具有明显磁滞特性的规律。为了优化高温超导块组合和永磁轨道的参数,基于冻结镜像模型提出了等效处理高温超导块组合的方法,为了获得捕获磁场,建立了两者配对的仿真分析模型。基于捕获磁场和低相对磁导率计算高温超导块组合所受引力与斥力,由此仿真得到不同场冷高度下悬浮力与悬浮间隙的关系。结果表明,不同场冷高度下的仿真结果和实验结果在场冷高度小距离范围内具有较好的符合性,验证了等效处理方法的正确性,为高温超导钉扎磁悬浮列车的悬浮力计算提供了一种简单有效的方法。

摘要： 针对传统基于等效磁路法建立的六极磁轴承悬浮力计算模型误差较大的问题,基于麦克斯韦张量法建立了悬浮力计算模型,根据该模型设计了一种六极外转子混合磁轴承,并搭建试验台进行验证,麦克斯韦张量法模型得到的悬浮力比等效磁路法模型更接近试验值,悬浮试验、抗干扰试验以及负载试验说明轴承可以实现稳定悬浮,且具有良好的抗干扰能力和承载能力。

摘要： 为了解决空间相机内部支承相框中承受竖向载荷的机械轴承与导轨间存在较大摩擦与磨损,严重影响空间相机使用寿命的问题,提出一种多导轨永磁悬浮系统;通过2款电磁场仿真软件Maxwell与MagNet相结合的方式对系统进行静态、动态磁场仿真,并对影响该系统磁路、悬浮力以及磁感应强度分布的因素进行分析。结果表明:在永磁体阵列总长相近的条件下,当永磁体个数由2增加到8时,系统的悬浮力波动可减小约22.06%;在系统中添加隔磁板可使系统保持较稳定的磁感应强度;驱动速度由0.8 m/s增大到1.2 m/s可使系统的悬浮力波动局部减小50%以上。

摘要： 针对现有圆周引纬机构及其驱动存在效率低、运行不顺畅等问题,介绍圆周引纬技术发展现状,提出一种新型磁悬浮圆周引纬机构;详述其结构模型与工作原理,采用Ansys Maxwell电磁仿真软件仿真分析引纬机构磁场变化和引纬梭子所受磁场力的变化,并通过实验验证其可行性.指出:新型磁悬浮圆周引纬机构采用永磁体将引纬梭子悬浮在圆周导轨中,驱动机构采用"E"型线圈,通过控制电流方向和大小来控制磁场方向及大小,实现引纬梭子在轨道上的连续圆周运动,从而完成引纬动作;通过实验发现,该机构选用电压为18 V和气隙为5 mm时最为合适;新的引纬机构能提高引纬效率,为提升织机织造效率奠定基础.

摘要： 中低速磁浮车辆是新型城市交通车辆,列车具有转弯半径小、爬坡性能强、运行平稳等特点[1].磁浮车辆设计时,由于没有轮轨作为支撑,车辆重量全部由悬浮系统支撑,对于悬浮系统悬浮力和能耗的校核尤为关键.基于此,根据中车长客股份公司生产的中低速磁浮列车悬浮控制系统与轨道的配置状态,校核悬浮力、悬浮电流、列车重量的匹配关系,同时根据车重与悬浮电流反推关系式,计算悬浮能耗与重量关系,为中低速磁浮列车悬浮系统设计和悬浮能耗计算提供设计依据.

摘要： 无轴承永磁电机磁路饱和趋势较传统电机严重，对径向悬浮力存在较大影响。本文运用有限元数值计算方法，对一台无轴承永磁电机在不同磁路饱和状态下的径向悬浮力进行分析计算，得出径向悬浮力随悬浮绕组电流变化规律受磁路饱和的影响关系，其结论为描述无轴承永磁电机非线性模型奠定了基础，对该类电机的优化设计和提高悬浮力控制精度有较好的指导意义。

摘要： 无轴承永磁电机磁路饱和趋势较传统电机严重,对径向悬浮力存在较大影响.本文运用有限元数值计算方法,对一台无轴承永磁电机在不同磁路饱和状态下的径向悬浮力进行分析计算,得出径向悬浮力随悬浮绕组电流变化规律受磁路饱和的影响关系,其结论为描述无轴承永磁电机非线性模型奠定了基础,对该类电机的优化设计和提高悬浮力控制精度有较好的指导意义.

摘要： 本文从电磁基本理论从发,对轴对称螺线锥管电磁悬浮熔炼系统的结构进行分析,得到悬浮系统几何参数与悬浮力的关系；对悬浮系统中平衡线圈的结构进行改进,计算结果表明,改进结构具有较大的悬浮力，据此研制的试验系统实现了电磁全悬浮。

摘要： 高温超导磁悬浮列车在运行过程中,导轨磁场的不连续或者机电耦合会引起车身的横向偏移.针对这一实际问题,本文研究了横向运动对竖直悬浮力和水平导向力的影响.实验中系统同时测试横向运动过程中不断变化悬浮力和导向力.研究发现运动过程中的悬浮力衰减与最大横向偏移量和往返运动次数有关;但导向力在第一次往返运动之后的往返运动中迟滞曲线基本不变.该工作可能为高温超导磁悬浮列车系统提供一定科学依据.

摘要： 本文提出了一种将悬浮绕组、电枢绕组、永磁体都置于定子,转子上既无绕组又无永磁体的新型定子永磁型无轴承电机(SPMBM).本文分析了三相12/8 SPMBM的拓扑结构和悬浮工作原理,基于Ansoft有限元分析软件建立了电机模型,详细分析了磁场分布,气隙磁密,径向悬浮力和电磁转矩等电磁特性.计算了径向悬浮力和悬浮电流及转子位置之间的关系,仿真结果表明SPMBM有良好的悬浮和旋转特性,该结果为进一步电机结构优化和控制奠定了理论基础.

摘要： 本文提出了应用于卫星姿态调整的感应式磁悬浮动量球,并对悬浮和转动特性进行了仿真与实验研究.提出了由球壳形动子和六个球碗型定子组成的磁悬浮动量球结构,对其工作原理进行了分析.针对感应式磁悬浮动量球悬浮的固有稳定性进行了有限元仿真分析,验证了悬浮是利于控制的斥力悬浮.优化了动子的壁厚参数,根据优化得到的参数进行了单定子模型的悬浮力和转矩特性的有限元仿真.最后,进行了单定子实验装置的悬浮、旋转和温升实验,验证了理论和仿真分析.

摘要： 由于在实际的高温超导磁悬浮系统中，悬浮体所受到的力一般不易直接测量，为此 对悬浮体受到的力的理论模拟显得十分重要。本文针对圆柱形高温超导体-矩形永磁体悬浮 系统，采用不同形式的非线性超导本构模型，对不同冷却条件下永磁体做竖向和面内准静 态移动时受到超导体作用的竖向悬浮力和面内力进行了定量模拟和分析，数值模拟结果和 已有实验结果吻合较好。

摘要： 结合铁路平面曲线设计方法和高温超导磁悬浮块材悬浮特性,提出了在低速和中禹速下分别采用导向力和悬浮力提供向心力的方案.根据高温超导块材的悬浮力一位移曲线,首次提出了通过采用指数函数模拟悬浮力曲线来设计缓和曲线的理论和方法；并且根据高温超导块材磁滞现象下行曲线和上行曲线的不同,分别在弯道起始段和结束段采用不同的缓和曲线.

摘要： 在介绍二自由度交流磁轴承工作原理基础上,阐述了悬浮力产生机理,建立了悬浮力数学模型。设计了交流磁轴承参数自整定模糊PID 控制器,给出了模糊控制器的模糊控制规则表,并在MATLAB7.0/SIMULINK 环境下构建了系统的仿真模型,进行了动态仿真.通过与常规PID控制性能相比较,得出这种变参数模糊PID控制器不仅能够提高交流磁轴承的动态性能,而且具有很强的适用性和鲁棒性。

摘要： 无轴承永磁薄片电机具有磁轴承和永磁同步电机优点。具有重要研究意义。论文阐述了无轴承永磁薄片电机工作原理,采用转子磁场定向控制策略,设计了无轴承永磁薄片电机解耦控制系统；针对无轴承电机驱动电路的要求,基于带电流滞环控制CRPWM 功率驱动电路原理,开发了相应的硬件驱动系统.研究结果表明:采用了该驱动电路与DSP 相结合的数控试验平台,满足无轴承电机驱动与控制的要求。

摘要： 本发明涉及测量装置，更具体的说是一种超声悬浮器悬浮力的测量装置，包括装置支架、悬浮装置、加重装置和测量块，所述悬浮装置设置有两个，两个悬浮装置均连接在装置支架上，两个悬浮装置之间设置有测量块，加重装置设置有两个，两个加重装置均连接在装置支架上，两个加重装置向测量块内通入水蒸气，可以预先对测量块进行降温，测量块悬浮在两个悬浮装置之间，两个加重装置对测量块内通入水蒸气，水蒸气在测量块内部凝结成冰，逐渐增加测量块的重量，当测量块的重量增加到一定值时掉落，对测量块此时的重量进行测量，测量块此时的重量为悬浮装置浮力的极限值。

摘要： 本发明提供了一种增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法，涉及高温超导钉扎磁悬浮技术领域，包括外箱体，所述外箱体内通过连接柱固定连接有内箱体，所述内箱体为空腔结构，所述内箱体的空腔用于盛放液氮且其底部安装有超导块材，所述内箱体通过液氮灌注管与外界连通，所述外箱体由导电材料制成,在本申请中，通过利用距离永磁轨道最近、所处位置的磁场梯度较大且与永磁轨道的正对面积最大的磁悬浮杜瓦外箱体作为增加系统阻尼的设备，相比于现有技术中采用不锈钢材料，其可以显著增加磁悬浮杜瓦的阻尼，提高其衰减振动的能力。

摘要： 本发明公开了一种悬臂梁振动单稳态磁悬浮式减振装置及其磁悬浮力的计算方法，其中包括单稳态磁悬浮式减振装置、磁悬浮力的计算步骤等。装置结构是：基座立柱固定有悬臂梁，悬臂梁的自由端固定有质量块及紧固件，由磁悬浮管和三块磁铁构成磁悬浮式动力吸振器。磁悬浮管上下两端设有两个固定的磁铁，在固定磁铁之间设有第三块磁铁，通过设置磁铁的极性，使第三块磁铁悬浮在磁悬浮管中。同时给出了磁感应强度、两块磁铁间的磁力、以及磁悬浮合力的计算方法。本发明只需设置三块磁铁的尺寸、两块固定磁铁间距即可实现对悬臂梁的减振。为非线性动力吸振器的应用，提供了新的技术方法，减小了吸振器所占据的体积，有利于减振效果的提升。

摘要： 本发明公开了电磁斥力悬浮装置的悬浮力和转矩的协调控制方法，属于电磁机械及其控制技术领域，电磁斥力悬浮装置初级由励磁线圈和铁芯组成，次级为导体板，给出了悬浮斥力的稳态数学模型，基于dq轴变换采用矢量控制的策略给出了悬浮力和转矩的动态数学模型，同时给出了悬浮力和转矩的动态数学关系式。采用初级电流isd和isq为控制内环，转矩Te和悬浮力Fl作为控制外环；通过悬浮力的给定信号与安装于机械轴承上的压力传感器反馈回的悬浮力反馈信号对比生成偏差，产生初级电流isq的控制信号，通过转矩给定值与转矩观测器观测到的反馈信号值对比，产生初级电流isd的控制信号，达到协调控制悬浮力和转矩的效果。

摘要： 本申请提供一种稀土永磁悬浮轨道悬浮力调控系统及方法。其将永磁轨道底座中的永磁轨道磁体组设置较薄，而将磁悬浮列车磁体组装支架中的车载磁体组设置较厚，通过将车载磁体组设置由若干层磁组单元叠加并联以增强车载磁组与轨道之间的斥力大小，根据车载重量的实际需求实现稳定悬浮，保证车辆即行驶稳定性，减少安全隐患。

摘要： 本发明公开了一种磁悬浮开关磁阻电机及其悬浮力控制装置、方法和系统。其中，磁悬浮开关磁阻电机集成开关磁阻电机与磁悬浮轴承功能于一体，在结构上实现转矩绕组和悬浮绕组的自然解耦，利用转矩绕组产生输出转矩，利用悬浮绕组产生径向悬浮力，此外，各相转矩绕组以及各相悬浮绕组均相互隔离，容错性能好，铁心损耗小；其中悬浮力控制装置采用三相全桥逆变电路产生三相悬浮绕组电流，以控制磁悬浮开关磁阻电机的悬浮力，集成度高，控制简单，节约控制硬件成本；其中，悬浮力控制方法根据转子的径向位移量、悬浮绕组的实时电流信号以及预设的参考位移确定各导通状态持续时长，使得实时电流信号跟踪上参考电流值，使得转子稳定在参考位置。

摘要： 一种混合单绕组磁悬浮电机的悬浮力控制方法，利用两自由度悬浮系统的参考位移分别与位移传感器测量值作差，再经过控制器处理得到两自由度的参考悬浮力；根据悬浮力分配准则将参考悬浮力分别作为宽支承系统悬浮力给定值和单绕组系统悬浮力给定值；宽支承系统悬浮力控制采用直接悬浮力控制策略，宽支承系统悬浮电流实际测量值与转子位置角度经由悬浮力双约束模型转换为对应悬浮力，与给定悬浮力比较产生宽支承系统控制信号，实现宽支承系统稳定悬浮。实现电机宽支承系统独立抗扰以及与单绕组系统协调宽支承系统共同抗扰；通过协调宽支承系统进行悬浮力补偿，有效拓宽悬浮力输出范围，且悬浮力值几乎不受转矩电流影响，实现宽支承系统稳定悬浮。

摘要： 本发明提供了一种增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法，涉及高温超导钉扎磁悬浮技术领域，包括外箱体，所述外箱体内通过连接柱固定连接有内箱体，所述内箱体为空腔结构，所述内箱体的空腔用于盛放液氮且其底部安装有超导块材，所述内箱体通过液氮灌注管与外界连通，所述外箱体由导电材料制成,在本申请中，通过利用距离永磁轨道最近、所处位置的磁场梯度较大且与永磁轨道的正对面积最大的磁悬浮杜瓦外箱体作为增加系统阻尼的设备，相比于现有技术中采用不锈钢材料，其可以显著增加磁悬浮杜瓦的阻尼，提高其衰减振动的能力。

摘要： 本发明公开一种考虑边缘磁通耦合的磁悬浮电机悬浮力控制方法，悬浮电流和实时偏心位移通过位置解耦悬浮力模型计算获得反馈悬浮力；悬浮电流和实时偏心位移对时间的导数输入滑模观测器，输出悬浮扰动力观测量；反馈悬浮力和观测量叠加后，与悬浮力求取误差，确定驱动功率变换器的电压正负性，控制悬浮系统；位置悬浮力解耦模型基于非线性模型进行建立，滑模观测器基于位置解耦模型进行设计，滑模观测器实时在线获取非线性时变耦合分量，并将该耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统，本发明有效地将非线性时变悬浮系统转变为线性时不变悬浮系统，大幅度提高飞轮电池的悬浮稳定性、可靠性与精度。

摘要： 本发明是一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法，包括：步骤1：基于等效磁路法获取球面磁悬浮飞轮电机悬浮极径向和轴向的等效磁路；步骤2：利用有限元分析球面磁悬浮飞轮电机悬浮极扩散磁通；步骤3：利用建立考虑等效磁路，得到考虑转子偏心的气隙磁导，对气隙主磁密进行修正，得到修正后的气隙主磁密；步骤4：根据气隙磁导的等效磁路模型，结合气隙长度和气隙主磁密，分析不同转子位置角范围情况，计算各部分气隙磁导，建立球面磁悬浮飞轮电机悬浮力模型。该建模方法的建模误差从20％减小到了5％，为精确表征转子偏心、磁路饱和与扩散漏磁下电机动态特性提供了有效方法、模型，为球面磁悬浮飞轮电机分析设计和运行控制奠定基础。