600Wh飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的電磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、電磁軸承是一種新型、高性能軸承,其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)軸與電磁軸承之間不存在直接接觸、無(wú)摩擦損耗、不需潤(rùn)滑,對(duì)環(huán)境無(wú)油污染,為高速大承載飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究提供了技術(shù)支持。本論文以600Wh飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)試驗(yàn)樣機(jī)為應(yīng)用背景,根據(jù)樣機(jī)性能技術(shù)指標(biāo),結(jié)合樣機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支撐布局、軸系結(jié)構(gòu),開(kāi)展了徑向、軸向電磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究。
　　首先,對(duì)600Wh飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)支撐系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì),根據(jù)飛輪轉(zhuǎn)子軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),展開(kāi)了支承系統(tǒng)總體布局的研究,

2、并進(jìn)行了輔助支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。基于磁路法建立了電磁軸承電磁力數(shù)學(xué)模型,依據(jù)數(shù)學(xué)模型分析研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)對(duì)電磁力產(chǎn)生的影響方式及規(guī)律。依據(jù)樣機(jī)系統(tǒng)性能對(duì)支撐系統(tǒng)提出的運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)布置等約束條件,展開(kāi)了徑向、軸向電磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定了電磁軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時(shí),對(duì)初始設(shè)計(jì)方案中的相關(guān)裝配及制造工藝對(duì)電磁軸承的性能影響因素進(jìn)行了分析,并提出了解決方案。
　　其次,本文通過(guò)ANSYS電磁場(chǎng)有限元分析模塊,結(jié)合電磁軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)和

3、電流控制參數(shù),建立了徑向電磁軸承有限元模型。并模擬分析了不同電流加載控制模式對(duì)徑向電磁軸承內(nèi)部的磁場(chǎng)分布、磁場(chǎng)耦合的影響機(jī)理;加工工藝孔對(duì)徑向電磁磁軸承內(nèi)部磁場(chǎng)耦合影響規(guī)律。磁場(chǎng)分布和磁耦合可以反映磁力的變化規(guī)律。建立了不同氣隙比的軸向電磁軸承模型,得到了軸向電磁軸承內(nèi)部磁場(chǎng)分布;分析了不同氣隙比參數(shù)下,軸向電磁軸承的漏磁現(xiàn)象和漏磁程度,揭示了漏磁導(dǎo)致軸向電磁軸承的徑向和軸向電磁力形成力耦合現(xiàn)象,尋找了較為合適的氣隙比結(jié)構(gòu)參數(shù),以減輕漏