磁力軸承動態(tài)磁場計算與測量.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，是典型的機電一體化裝置。定子線圈電流在磁力軸承氣隙中產(chǎn)生磁場，磁場產(chǎn)生電磁力，作用在轉(zhuǎn)子表面，控制者轉(zhuǎn)子的運動，因此，磁力軸承氣隙磁場是實現(xiàn)電氣參數(shù)到機械動作轉(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力學性能，研究磁力軸承氣隙磁場對于磁力軸承的設計和控制具有重要指導作用。
　　磁力軸承氣隙磁場是典型的三維非線性時變場，其空間分布規(guī)律和時變變化規(guī)律十分復雜，一般采用

2、計算方法和實驗測量方法加以研究。在計算方法方面，由于磁力軸承幾何形狀和磁場變化復雜，不易采用解析計算方法計算，一般采用有限元等數(shù)值方法加以計算。在磁場測量方面，磁力軸承氣隙小、氣隙磁場大，變化快等等因素限制了傳統(tǒng)磁場傳感器的使用，必須設計新型傳感器對氣隙磁場加以測量。
　　本文從計算和測量兩個方面展開了磁力軸承磁場研究。在計算方法方面，采用解析計算和數(shù)值計算相結(jié)合的方法，使得有限元計算結(jié)果具有一個基本參考，計算了靜態(tài)磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

3、條件下磁場，諧波磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)+諧波激勵條件下磁場，詳細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)速對磁場的影響。
　　在實驗方面，本文總結(jié)了前人在磁場測量方面的工作，提出了磁力軸承氣隙磁場測量傳感器的設計原則和傳感原理，通過改進光纖電流傳感器設計了磁力軸承磁場傳感器。在此基礎(chǔ)上，設計了磁力軸承磁場測量裝置，以滿足變轉(zhuǎn)速、變電流、變頻率的測量要求，根據(jù)磁場計算結(jié)果提出了傳感器布點位置原則。在磁場測量以前，設