低剛度被動磁懸浮隔振單元的基礎(chǔ)研究.pdf

1、磁懸浮隔振單元是用于隔振平臺的靜態(tài)承重裝置。磁懸浮隔振單元利用電磁力平衡了單元動子及其承載物體的重力,使單元動子懸浮在單元定子的上方,這種非接觸的結(jié)構(gòu)在原理上可以使單元會獲得極低甚至零的剛度特性,從而具有優(yōu)越的低頻隔振性能;同時具備靜態(tài)承載力密度大、固有頻率低、損耗小、動態(tài)響應(yīng)快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點,在精密和超精密加工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。僅使用永磁體不使用通電線圈的磁懸浮隔振單元被稱為被動磁懸浮隔振單元,本文提出一種低剛度環(huán)形Hal

2、bach水平氣隙被動磁懸浮隔振單元的結(jié)構(gòu)方案,該單元產(chǎn)生懸浮力的部分為Halbach充磁的環(huán)形永磁體陣列,氣隙為水平方向,其靜態(tài)承載力密度更大;本文對該單元進(jìn)行以下幾個方面的研究:
　　首先,建立了環(huán)形Halbach水平氣隙被動磁懸浮隔振單元的數(shù)學(xué)模型?；谟来朋w的等效電流模型和磁荷模型得出了單元的磁場、靜態(tài)承載力和剛度的表達(dá)式,得到了單元的力、剛度與永磁體尺寸之間的關(guān)系;同時簡要介紹了磁懸浮隔振平臺的工作原理。
　　其次,

3、研究了環(huán)形Halbach水平氣隙被動磁懸浮隔振單元的設(shè)計方法。以單元的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),研究了單元的電磁設(shè)計流程,根據(jù)單元的性能指標(biāo),選擇合適的參數(shù),確定單元的基本尺寸。
　　再次,建立環(huán)形Halbach水平氣隙被動磁懸浮隔振單元的有限元模型,研究了單元的靜態(tài)承載力、剛度與單元氣隙長度、永磁體陣列的環(huán)數(shù)、極距、厚度的關(guān)系,以靜態(tài)承載力密度最大和剛度最小為目標(biāo),優(yōu)化了單元的主要參數(shù)。
　　最后,制作了環(huán)形Halbach水平氣隙磁