梯形和直角三角形截面永磁體疊堆的永磁軸承磁力解析模型研究.pdf

1、為了減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與軸承間的摩擦力、摩擦力矩，從而提高發(fā)電效率，將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，用磁力軸承替代傳統(tǒng)的機(jī)械軸承。目前，永磁軸承的研究大多是采用復(fù)雜且計(jì)算工作量很大的數(shù)值算法，缺乏對(duì)具體永磁軸承磁力解析表達(dá)式的研究。因此，針對(duì)永磁軸承在該方面存在的不足，本文對(duì)由橫截面為梯形和直角三角形永磁體構(gòu)成的Halbach軸向疊堆永磁軸承磁力模型進(jìn)行研究。由于磁場(chǎng)在磁體接縫處能順暢過渡，可實(shí)現(xiàn)匯集磁能于永磁導(dǎo)軌工作間隙，達(dá)到提

2、高其承載力及剛度的目的。梯形截面永磁體可視為是由兩個(gè)直角三角形截面和一個(gè)矩形截面永磁體構(gòu)成。因此，建立矩形和直角三角形截面的兩永磁體磁力解析模型具有基礎(chǔ)性和實(shí)用性。
　　本論文主要完成的工作包括：
　　1、基于保角變換、等效磁荷法、虛功原理，并結(jié)合稀土永磁材料的特性，經(jīng)繁雜的四重積分得出一對(duì)截面為矩形和直角三角形的兩永磁體之間的磁力表達(dá)式，并通過ANSYS12.0仿真驗(yàn)證了該模型與軸承結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系。
　　2、

3、建立了由橫截面為梯形和直角三角形永磁環(huán)構(gòu)成的Halbach疊堆永磁軸承軸向磁力解析模型。計(jì)算分析、仿真驗(yàn)證了該永磁軸承的軸向承載力和磁環(huán)軸向偏移量r、徑向厚度a&e、磁環(huán)間隙c、軸向總長(zhǎng)度b&d之間的關(guān)系；以及對(duì)相同尺寸的分別由截面為梯形和由截面為矩形永磁體構(gòu)成的Halbach疊堆永磁軸承的軸向承載力作研究和比較。
　　由模型仿真結(jié)果和計(jì)算結(jié)果可以看出：截面為矩形和直角三角形永磁體磁力解析模型在MATLAB中的計(jì)算值與在ANSYS