永磁型動力磁軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及電磁場分析.pdf

1、動力磁懸浮軸承（簡稱動力磁軸承）具有自驅(qū)動與自懸浮能力，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子無接觸旋轉(zhuǎn)。由于永磁電機(jī)無需轉(zhuǎn)矩繞組勵磁電流，具有效率高、結(jié)構(gòu)尺寸小、功率密度大等特點(diǎn)，因此將永磁電機(jī)應(yīng)用于動力磁軸承可充分發(fā)揮永磁電機(jī)的上述優(yōu)勢，使動力磁軸承具有更加寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域。本文采用ANSYS有限元分析軟件，以氣隙磁場分布、懸浮力、輸出轉(zhuǎn)矩為設(shè)計目標(biāo)，對永磁型動力磁軸承進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下： ⑴分析了永磁型動力磁軸承內(nèi)的兩種電磁力及

2、其運(yùn)行機(jī)理，推導(dǎo)出轉(zhuǎn)矩數(shù)學(xué)模型及基于轉(zhuǎn)子偏心情況下的懸浮力解析模型。 ⑵對永磁型動力磁軸承進(jìn)行了永磁材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計，推導(dǎo)出定子槽型設(shè)計公式及匝數(shù)計算公式。基于ANSYS分析了永磁型動力磁軸承表面凸出式與內(nèi)置切向式兩種磁路結(jié)構(gòu)的氣隙磁密波形，根據(jù)所得出的分析結(jié)果，最終選定動力磁軸承的磁路結(jié)構(gòu)為表面凸出式。 ⑶運(yùn)用ANSYS對永磁型動力磁軸承進(jìn)行了實(shí)體建模，通過對其內(nèi)部的電磁場分析，驗證了永磁型動力磁軸承的懸浮原理。以徑