磁力軸承動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)計(jì)算與測(cè)量.pdf

1、磁力軸承具有無摩擦，高轉(zhuǎn)速，剛度可控可調(diào)等一系列優(yōu)勢(shì)，是典型的機(jī)電一體化裝置。定子線圈電流在磁力軸承氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁力，作用在轉(zhuǎn)子表面，控制者轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，因此，磁力軸承氣隙磁場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)電氣參數(shù)到機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)化的重要媒介，其分布規(guī)律和變化特征直接影響著磁力軸承動(dòng)力學(xué)性能，研究磁力軸承氣隙磁場(chǎng)對(duì)于磁力軸承的設(shè)計(jì)和控制具有重要指導(dǎo)作用。
　　磁力軸承氣隙磁場(chǎng)是典型的三維非線性時(shí)變場(chǎng)，其空間分布規(guī)律和時(shí)變變化規(guī)律十分復(fù)雜，一般采用

2、計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法加以研究。在計(jì)算方法方面，由于磁力軸承幾何形狀和磁場(chǎng)變化復(fù)雜，不易采用解析計(jì)算方法計(jì)算，一般采用有限元等數(shù)值方法加以計(jì)算。在磁場(chǎng)測(cè)量方面，磁力軸承氣隙小、氣隙磁場(chǎng)大，變化快等等因素限制了傳統(tǒng)磁場(chǎng)傳感器的使用，必須設(shè)計(jì)新型傳感器對(duì)氣隙磁場(chǎng)加以測(cè)量。
　　本文從計(jì)算和測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面展開了磁力軸承磁場(chǎng)研究。在計(jì)算方法方面，采用解析計(jì)算和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，使得有限元計(jì)算結(jié)果具有一個(gè)基本參考，計(jì)算了靜態(tài)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

3、條件下磁場(chǎng)，諧波磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)+諧波激勵(lì)條件下磁場(chǎng)，詳細(xì)分析了磁力軸承磁通密度分布，磁力線圖，渦流損耗及電流幅值、頻率、轉(zhuǎn)速對(duì)磁場(chǎng)的影響。
　　在實(shí)驗(yàn)方面，本文總結(jié)了前人在磁場(chǎng)測(cè)量方面的工作，提出了磁力軸承氣隙磁場(chǎng)測(cè)量傳感器的設(shè)計(jì)原則和傳感原理，通過改進(jìn)光纖電流傳感器設(shè)計(jì)了磁力軸承磁場(chǎng)傳感器。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了磁力軸承磁場(chǎng)測(cè)量裝置，以滿足變轉(zhuǎn)速、變電流、變頻率的測(cè)量要求，根據(jù)磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果提出了傳感器布點(diǎn)位置原則。在磁場(chǎng)測(cè)量以前，設(shè)