基于ANSYS的高温超导混合磁轴承悬浮力分析

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磁悬浮轴承的稳定性分析及优化设计

磁悬浮轴承的稳定性分析及优化设计磁悬浮轴承是一种先进的轴承技术，利用磁力作用浮起轴与轴承之间的接触，实现无接触的支撑和传动。

它具有低摩擦、高精度、高速度等优点，在航天、机械、电力等领域得到广泛应用。

然而，磁悬浮轴承的稳定性问题一直是研究的焦点。

本文将对磁悬浮轴承的稳定性进行分析，并提出优化设计的方法。

在磁悬浮轴承中，稳定性是一个至关重要的问题。

任何轴承系统都需要保持稳定的运行，以确保轴的平稳旋转。

对于磁悬浮轴承而言，稳定性问题更加突出，因为磁力是通过电磁线圈产生的，存在一定的不确定性和波动性。

首先，我们来分析磁悬浮轴承的稳定性问题。

磁悬浮轴承的稳定性主要受到以下几个因素影响：控制系统的稳定性、磁场不平衡和轴向力的干扰。

控制系统的稳定性是磁悬浮轴承稳定性的基础，它直接影响轴承的力与位移的关系。

若控制系统不稳定，会导致轴承力的不稳定，进而影响轴的稳定旋转。

磁场不平衡主要是指轴承线圈间的磁场不均匀，这会导致磁悬浮力的不稳定性。

轴向力的干扰是由于径向不均匀载荷或轴本身的质量不均匀引起的，它会使得轴承系统产生非线性力，从而影响系统的稳定性。

为了优化磁悬浮轴承的稳定性，我们可以采取以下方法。

首先，改进控制系统的稳定性。

可以采用现代控制理论中的自适应控制、模糊控制或神经网络控制等方法，提升控制系统的鲁棒性和自适应性，以应对复杂的工况变化和外部干扰。

其次，优化磁场分布。

通过优化磁悬浮轴承的结构设计和磁场控制算法，确保磁场分布均匀，减小磁场不平衡带来的影响。

最后，考虑轴向力的干扰。

可以通过轴向力的预测和补偿来消除其对系统稳定性的影响，例如使用力传感器和补偿机构进行实时测量和控制。

除了以上方法，我们还可以利用仿真技术对磁悬浮轴承的稳定性进行分析和优化设计。

通过建立准确的数学模型和计算模拟，可以预测系统的动态响应和稳定性。

基于仿真结果，可以进一步改进系统的设计参数和控制策略，以实现更好的稳定性性能。

总结起来，磁悬浮轴承的稳定性是研究的热点和难点之一。

基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

产品设计与应用基于ANS YS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究万金贵1,汪希平2,高琪1,张飞1(1.上海第二工业大学实验实训中心,上海201209;2.上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。

将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。

通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:/轴承主导型0的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而/转子主导型0的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。

关键词:转子系统;磁悬浮轴承;ANSYS;动力学特性;临界转速;模态振型中图分类号:T H133.3;O241.82文献标志码:A文章编号:1000-3762(2010)06-0001-05 R esearch on Dyna m ic Character istics of R otor Syste m Suppor tedby AM B B ased on ANS YS M oda l Ana lysisWAN Ji n-gui1,WANG X i-p i n g2,G AO Q i1,Z HANG Fe i1(1.P racti ca l Center,Shangha i Second P olytechn i c University,Shanghai201209,China;2.School ofM echatron i cs Engi neer i ng and Auto m atio n,Shangha iUn i versity,Shangha i200072,Ch i na)Abstr ac t:The fi n ite e l em ent m o da l analysis of the practical flex i ble rotor system supported by A MB is ca rried out ac2 cordi ng to diff e rent gro ups of para m eters.The first8-order cr iti ca l speeds and m ode shapes are sol ved respecti ve ly.The correctness of t he calculati on resu lts is tested and ver ifi ed by t he exper i m ents.The calculati on resu lts are d iscussed and t he dyna m ic characteristi cs of t he rotor syste m supported byA M B are su mmed up.That i s,the"bear i ng-do m i na2 ted"lo w-order critical speeds and vi brati on m odes are dec i ded by the A MB control channe,l and the"rot or-do m i na2 ted"hi gh-order cr iti ca l speeds and vibratio n m odes a re i n li ne with t he universa l la w of dy na m ics character i sti cs of t he conventi ona l beari ng rotor syste m.K ey word s:rotor syste m;ac ti ve m agne ti c beari ng;ANS YS;dy na m ic character i stics;critica l speed;m o de shape主动磁悬浮轴承(acti v e magnetic bearing, A MB)是利用电磁铁产生可控电磁力将转子悬浮支承的一种新型轴承,由于具有一系列独特的优点而引起人们的广泛关注[1]。

混合磁轴承转子偏心时悬浮力计算与有限元分析

ＲｏｏｃｎｔｉｉｙａｄＦｉｔｅｅｔｒＥｃｅｒｃｔｎｎｉｅＥｌｍｎｔＡｎａｙｉｌｓｓ
ＺＵＹｎｗｎ，ＳＮＹｋｎＵＧｏｏｇＸｉｇｏｇＨＯｉｇａｇＵｕｕ，Ｘａｈｎ，ＵＱｎｓｎ（ｃｏｌｆＥｅｔｃｌｎｆｒａｉｎＥｇｎｅｉＪｎｓｎｖｒｔ，ｈｎａｇＪａｇｕ２２１，ＣｉａＳｈｏｏｌｒａｄＩｏｍｔｎｉｅｒｇ，ｉｇｕＵｉｓｙＺｅｎｉｎｓ１０３ｈｎ）ｃｉａｎｏｎａｅｉｉｆ
ｍａｎｔｅｒｎｏｏｔｅｔａｌｉｐａｅｎｆｌｖｔｔｎｆｒｅｃｃｌｔｎｆｒｌ．Ｔｏｕａｉｇｅｉｂａｇｒｔｒｗｉｈａｖｒｉｌｙｄｓｌｃｍｅｔｏｅｉｉｏｃａｕａｉｏｍｕａｃｉｃａｏｌｏｈｅｆｒｌｓｍｍｏｅｃｎｅｉｎ，ｅｃｅｔａｉｈａｃｒｃ．Ｉｒｒｔｅｆｈｏｒｃｎｅｓｏｈｅｔｅｒａｃｌｔｏｏ－ｒｏｖｎｅｔｆｉｎｎｄｈｇｃｕａｙｎｏｄｅｏｖｒｙｔｅｃｒｅｔｓｆｔｈｏｙｃｕａｉｎｆｒ Nhomakorabea ｉｉｌ
（江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江２２１）１０３摘要：基于混合磁轴承悬浮力产生机理，为了更好的计算悬浮力，该文首先对气隙磁密进行分析，再由气隙磁密
可得到气隙磁场的能量，最后根据力与能量关系推导出了磁轴承转子有垂直位移时的悬浮力计算公式。该计算公式的推导过程较简便，比以往的更加方便、高效且准确性较高。为了验证理论计算公式的正确性，运用Ａｓｆ软件对ｎｏｔ设计的混合磁轴承样机进行两次模拟偏心试验，得出的试验数据与理论计算值很接近，试验结果验证了理论的正

磁悬浮轴承-转子系统的理论与试验模态分析

磁悬浮轴承-转子系统的理论与试验模态分析磁悬浮轴承是一种通过磁力悬浮和控制的方式来支撑和旋转转子的轴承系统。

它拥有许多优点，比如无接触、无磨损、低噪音和高转速等，因此被广泛应用于高速旋转机器领域，比如发电机、风力机和压缩机等。

磁悬浮轴承的转子系统的理论和试验模态分析是磁悬浮轴承研究中的一个重要方面，它对于磁悬浮轴承系统的优化设计和故障诊断具有重要意义。

1.轴承系统的结构与工作原理磁悬浮轴承系统由上、下磁轴承和转子组成。

上、下磁轴承分别位于转子的两端，它们通过电磁力和磁悬浮控制系统来支撑和操控转子的运动。

磁悬浮轴承系统的工作原理是利用磁场产生的磁力来支撑转子，从而实现无接触悬浮。

2.磁悬浮轴承的理论模态分析理论模态分析是研究磁悬浮轴承系统振动特性的一种重要方法。

通过对磁悬浮轴承系统的结构和动力学方程进行建模，可以得到系统的模态特性，包括自然频率、模态形态和模态阻尼等。

通过理论模态分析可以为磁悬浮轴承系统的优化设计和性能改进提供理论依据。

3.磁悬浮轴承的试验模态分析试验模态分析是通过实验手段研究磁悬浮轴承系统的振动特性。

通过在实验室或现场进行振动测试和频谱分析，可以得到系统的实际振动特性，包括模态参数、共振频率和振动模态等。

试验模态分析可以验证理论模态分析的结果，同时也可以为系统的故障诊断和状态监测提供重要信息。

4.磁悬浮轴承系统的模态优化设计磁悬浮轴承系统的模态特性直接影响着系统的动态稳定性和运行性能。

因此，通过对系统的模态特性进行分析和优化设计，可以提高系统的抗干扰能力和动态性能。

常见的优化方法包括结构优化、控制系统设计和材料选择等。

5.磁悬浮轴承系统的振动控制与故障诊断磁悬浮轴承系统在实际运行中可能会受到外部扰动或内部故障的影响，导致振动异常和系统性能下降。

因此，通过对系统的振动特性进行实时监测和分析，可以实现振动控制和故障诊断。

常见的方法包括模型预测控制、自适应控制和信号处理技术等。

6.磁悬浮轴承系统的应用与发展趋势磁悬浮轴承系统具有许多优点，已经被广泛应用于各种高速旋转机器中。

ANSYS磁力轴承三维电磁场分析教程

外圈空气场
转子内空气场
体迭代
压缩体积编号
赋材料类型，划分网格
7.加边界条件和载荷
Utility menu>select>comp/assembly>create component
创建局部坐标系 utility menu-workplane-local coordinate System-create local cs-at specified loc
移动工作平面
utility menu-workplane-Align wp with-specified coord Sys
建立线圈
显示线圈Utility menu-plotctrls-styቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe-size and shape
Utility menu-plot-element
/SOLU D,2,MAG,0 !SOLVE ALLSEL,ALL MAGSOLV,3,,,,,1 FINISH
ANSYS电磁场分析教程
方思源
静态磁场分析分以下五个步骤： 1.创建物理环境 2.建立模型，划分网格，对模型的不同区域赋予特性 3.加边界条件和载荷（激磁） 4.求解 5.后处理（查看计算结果）
1.过滤图形界面
2.定义工作标题
3.定义单元类型和选项
4.定义材料属性
TB,BH,1,,15 ! 定子上硅钢片的的B-H曲线 TBPT,,40 ,0.5 TBPT,,48,0.6 TB,BH,2,,13 !指定轴上工业纯铁的B-H曲线 TBPT,,56,0.7 TBPT,,200,0.4 TBPT,,67,0.8 TBPT,,220,0.5 TBPT,,80,0.9 TBPT,,260,0.6 TBPT,,100,1 TBPT,,290,0.7 TBPT,,125,1.1 TBPT,,300,0.8 TBPT,,172,1.2 TBPT,,400,1 MP,MURX,3,1 !指定气隙的材料类型 TBPT,,250,1.3 TBPT,,500,1.2 MP,MURX,4,1 !指定空气的材料类型 TBPT,,460,1.4 TBPT,,700,1.3 TBPT,,1020,1.5 TBPT,,800,1.4 TBPT,,3400,1.6 TBPT,,1190,1.5 TBPT,,6400,1.7 TBPT,,1680,1.6 TBPT,,8400,1.74 TBPT,,2800,1.7 TBPT,,10000,1.79 TBPT,,6000,1.8

复合结构高温超导推力轴承的静态特性

2008年7月第33卷第7期润滑与密封LUBR I C A TI ON EN GI N EER I N GJuly 2008V ol 133No 173基金项目:国家863项目(2006AA 05Z201);浙江省自然科学基金项目(R104129);国家自然科学基金项目(10472101).收稿日期:2008-03-03作者简介:祝长生(1963—),男,博士,教授,博士生导师,主要从事转子动力学、磁悬浮技术等方面的研究工作12z @11复合结构高温超导推力轴承的静态特性3祝长生　纪德志(浙江大学电气工程学院　浙江杭州310027)摘要:基于宏观电磁场的临界态Bean 模型,利用商用电磁场有限元分析软件A N SY S 对由多块高温超导体和一整块环形永磁体组成的复合结构高温超导推力轴承静态特性进行了数值研究,分析了环形永磁体的结构参数对高温超导推力轴承静态悬浮力的影响。

结果发现在由多块高温超导体和一整块环形永磁体组成的高温超导推力轴承结构中,存在着一个能够使轴承的悬浮力达到最大的几何关系。

关键词:高温超导磁轴承;悬浮力;临界态模型;B ean 模型;有限元法;推力轴承中图分类号:T M26　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2008)7-012-4Sta t i c Beha vi or of a C o m plex H igh Tem pera tur e Super conductor Thr ust Bear i n gsZhu Cha ngshe ng J iD e zh i(College of Electrica l Enginee ri ng,Zhe jiang University,Hangzhou Zhejiang 310027,China)A bstr ac t:B ased on the Bean ’s critical state model of macr oscop ic electr o m agnetic field,the static behavi or of a c om 2p lex high te mp er atu r e superconducting th r u st bearing (H TSC 2T B)c on sisted of more bulk h igh te mperature superc onduc 2t o rs (HTSC )and a per manen t magnet ring was analysed using commer cial finite ele men t s oft wares AN S YS .The eff ect of the ge ometric para meters of the HTSC 2T B on the levitati on f o r ce of the H TS C 2TB was dealt with .The results show there is an op ti mal geo m etric r elation bet ween the per manent magnet ring and the bu lk HTS C in which the levitation f o rce of the HTSC 2T B maxi m izes .Keyword s :high te mperatu r e sup erconductor magnetic bearing;levitation f orce;critical model;Bean model;fin ite ele 2men t method;th r u st bearing　自从高温超导体被发现以来,用块状高温超导材料与永磁体配合做成的高温超导轴承,利用超导体处于超导态时具有的抗磁性和磁通钉扎性,使永磁体与超导体之间产生一个稳定的悬浮力,在无需施加任何外部控制的情况下就可以稳定地悬浮转子。

基于ANSYS Workbench的磁浮列车悬浮架结构计算明书

目录目录 (1)1 概述 (1)2 新型磁浮列车悬浮架主要参数 (1)2.1 主要设计参数 (1)2.2 主要验算项目、方法和目的 (2)3 有限元建模与分析 (2)3.1 有限元模型 (2)3.2 工况及计算载荷 (4)3.3 载荷和约束的施加 (4)4 计算结果与分析 (5)4.1 静刚度分析 (5)4.2 强度分析 (7)5 结论 (8)6 参考书目 (9)SWJTU—IME西南交通大学机械工程研究所第1页1概述中低速磁悬浮列车是居于国内领先地位的实际工程项目，对其关键结构进行结构强度计算分析是必须开展的工作。

磁悬浮列车悬浮架就是磁悬浮列车上非常重要的部件之一。

由于磁浮列车是悬浮运行的，其对整个结构的重量就有严格的要求，因此对于磁悬浮列车转向架在满足强度要求的前提下，还必须尽量减轻其自身的重量。

为解决强度要求和重量要求这一对矛盾，因此必须对悬浮架进行结构强度的计算分析，从而合理确定转向架的结构，对局部结构提出改进意见。

磁浮列车的工作原理是：列车依靠电磁铁产生的电磁力悬浮在轨道上面，实现无接触运行和导向。

列车垂直悬浮距离约8毫米，控制单元通过检测列车与轨道的相对距离，通过一套闭环控制系统，调整电磁力大小，使列车保持稳定的悬浮距离。

磁浮列车悬浮时对悬浮间隙有着严格的要求，因此悬浮架的变形将对悬浮间隙产生较大影响。

当悬浮架刚度不够时会产生较大变形，导致控制单元检测到的相对位置信号不断变化，控制单元需要不断改变电流，对电磁力的大小进行调整，从而引起列车的振动。

这里用ANSYS Workbench 软件对悬浮架进行计算，获得了悬浮架在不同工况下的应力和变形数据，检验其是否满足要求。

本文研究的是一种新型悬浮导向牵引集成系统，磁悬浮列车悬浮架总成由两个转向架模块组成。

转向架模块由托臂、支腿、上纵梁和下纵梁组成。

托臂和支腿均采用ZL101A铝合金，下纵梁采用6061（T6）铝合金，上纵梁采用Q235A碳钢，焊接而成。

基于ANSYS的Halbach永磁电动悬浮系统受力分析

从而产生悬浮力，种悬浮方式以其悬浮气隙较大，这
１模型建立
Ｈｌａｈ体产生磁场较为复杂，解析计算ａｃ磁ｂ给带来较大困难，故本文采用ＡＳＳ软件进行数值计ＮＹ
０引言
１６９０年美国科学家Ｐｗｌ和Ｄｎｙ提出一种ｏｅｌａｂ新型的电动式悬浮列车方案，经ＭＴ完善，为后Ｉ成今天的Ｍａｐａｅ这种磁浮列车通过直线型Ｈｌａｈｇｌ，ｎａｃｂ
意参数下系统受力简单有效的通用表达式。最后对
ＡｂｔａｔＴｅＥＤｇｅｙｔｍｉｌａｈｉａｓｓｅｓｏｔｏｈｔｔｅＰａｒｎｅｎＨａｂｃｔｕｔｒｓｓｒｃ：ｈＳｍａｌｖｓｓｅｗｔＨａｂｃｓｕｐｎｉｎｍｅｈｄｔａｈＭｒａｇｄｉｌａｈｓｒｃｕｅｉｈｕｅｏｐｏｕｅｉｄｃｉｎｃｒｅｔｙｃｔｎｈｏｄｃｏｌｔ，ｈｓａｈｅｉｇｔｅｓｓｅｓｏ．ｈｉｎｒｇｆｒｅｆｓｄｔｒｄｃｎｕｔｕｒｎｕｔｇｔｅｃｎｕｔｒｐａｅｔｕｃｉｖｎｈｕｐｎｉｎＴｅｌｔａｄｄａｏｃｓｏｏｂｉｆ
ＳｒｓｔｅｓＡｎａｙｓｓｏｌｉｆＥＤＳＭａｌｖＳｔｍｔａｂａｈＢａｅｎＡＮＳＳｇｅｙｓｅｗｉｈＨｌｃｓｄｏＹＣＨＥＮｎ．ＹｉＺＨＡＮＧｎ－ｌｎＫｕｕ

高温超导混合悬浮系统与常导悬浮系统的功耗分析

圈中通过的电流；，如分别是平衡点的气隙和常导线圈中的电流；（）为导轨和磁铁之间的气隙；ｚ￡
± ！
２（）￡出
（）１
信号并输出到后面的逻辑互锁电路中。ＩＴ驱动电路采用集成芯片Ｍ５９９ＧＢ７５，内置
『
有平衡点处的边界条件为
］
１（２）
可在输入与输出之间实现良好电气隔离的光耦合器
件，可实现ＩＢＧＴ的可靠驱动。虽然ＩＢＧＴ的驱动芯片能够对ＩＢＧＴ起短路保护作用，但为了更有效防止斩波器上下桥臂２ＩＢ个ＧＴ导通，该系统还设计了由过流故障检测器、ＣＬＰＤ保护逻辑和ＤＰＳ
并与常导悬浮系统作功耗比较。设计了由高温超导线圈与常导线圈构成的混合悬浮系统，建立悬浮系统的数学
模型。研制适用于高温超导混合悬浮系统的四象限斩波器以及基于数字信号处理器的数字控制器，实现悬浮系
统的稳定悬浮。实验数据表明：在８３８Ｆｌ悬浮气隙下，常导悬浮对应的线圈电流分别为８６５８和，１，１ｎＩＴ．，１．１．９５Ａ，而高温超导混合悬浮对应的常导线圈电流分别是０３．．，０４和０９Ａ，说明高温超导混合悬浮系统中线．
圈的功率比常导悬浮系统要小很多。因此，与传统的常导悬浮系统相比，高温超导混合悬浮系统能大大节省悬浮功耗，可以实现更大气隙的稳定悬浮。
关键词：混合磁悬浮；高温超导；悬浮功率中图分类号：Ｕ２７３文献标识码：Ａ
现有磁浮列车的悬浮系统可分为电磁吸力悬浮

非同轴结构高温超导推力轴承的悬浮力

具有自稳定、不需润滑、无磨损、不受轴承速径值的限制等优点。国外对超导磁轴承已经进行了广泛地研究，目前已经在一些工业装置上应用。国内对超导磁轴承的研究较少ｕ，Ｊ大都是一些原理性的试验，乏对超导磁轴承特性的理论性研缺
观电磁场临界态Ｂａ模型的基础上，ｅｎ建立了一种利用商用电磁场有限元分析软件ＡＳＳＮＹ对高温超导磁轴承静态特性进行分析的方法，利用这并
一
方法对非同轴结构推力轴承的静态特性进行了
分析，研究了高温超导推力轴承的结构参数对其静态特性的影响。
ｅｉｄｈｇｅｐｒｔｒｕｅｃｎｕｔｇｔｒｓｂａｎ（ＴＣ —ＴｚＪｔｅａｅｓｐｒｏｄｃｎｈｕｔｅｒｇＨＳｅｈｍｕｉｉＢ）ｃｎｉｅｆａｂｌｉｅｐｒｔｒｓｐｏｓｔｄｏｕｋｈｇｔｍｅａｕｅｕｓｈ
对于承载力不大的高温超导推力轴承，通常都由一整块的高温超导体和一个圆柱形的永磁体组成。在高温超导体和永磁体同轴时，以得到可悬浮力的近似解，但实际使用中高温超导体与永
磁体的轴线并非完全同轴，这时就难以对其特性
收稿日期：０８－７—１２００４
ＺｕＣａｇｈｎ，ｉＤｅｈｈｈｎｓｅｇＪｚｉ
（ｏｅｅｏｌｃｉｌｎｉｅｒｇＺ￣ｉｇＵｉｒｔ，Ｈｎｚｏ１０７ＣｉａＣｌｇｆｅｔｃｇｎｅｎ，ｈａｎｖｓｙａｇｈｕ３０２，ｈｎ）ｌＥｒａＥｉｎｅｉ

非理想高温超导磁浮轨道系统悬浮力的数值仿真

非理想高温超导磁浮轨道系统悬浮力的数值仿真非理想高温超导磁浮轨道系统悬浮力的数值仿真摘要：磁浮技术作为一种颇具发展前景的交通方式，可以有效地解决城市交通拥堵问题。

其中，高温超导磁浮轨道系统是目前最为先进的磁浮技术之一。

本文通过数值仿真的方法，研究了非理想高温超导磁浮轨道系统中悬浮力的变化规律。

仿真结果表明，非理想因素会对悬浮力产生一定的影响，从而影响磁浮列车的运行性能和安全性。

一、引言随着城市人口的不断增长和车辆数量的激增，交通拥堵问题日益严重。

传统的交通方式已经不能满足人们的出行需求，因此磁浮技术应运而生。

磁浮技术通过高磁场悬浮和驱动力，实现列车的悬浮和运行，从而在城市中提供高速、高效、环保、安全的交通服务。

而其中，高温超导磁浮轨道系统以其较高的悬浮力和较低的能耗成为磁浮技术的研究热点。

二、非理想因素对高温超导磁浮轨道系统悬浮力的影响1. 温度变化高温超导磁浮轨道系统是利用超导材料在低温下展现出的磁性特性来实现悬浮的。

然而，实际运行中，环境温度会发生变化，从而对超导磁体的工作温度产生影响。

当工作温度偏离理想状态时，超导体的临界电流将发生变化，从而影响磁体的悬浮力。

2. 悬浮磁场的非均匀性高温超导磁浮轨道系统中，通过控制磁场的产生和分布来实现列车的悬浮和运行。

然而，在实际使用中，由于磁场产生装置的设计和制造等原因，悬浮磁场的分布往往不是完全均匀的。

非均匀的磁场会导致列车受力不均匀，进而影响悬浮力的大小和方向。

3. 轨道几何形状的偏差高温超导磁浮轨道系统中，轨道的几何形状对列车的悬浮力有着重要影响。

然而，在实际制造中，由于生产精度和安装误差等因素，轨道的几何形状往往与设计要求存在一定的偏差。

这些偏差会导致列车受力不均匀，从而影响悬浮力的变化。

三、数值仿真方法为了研究非理想高温超导磁浮轨道系统中悬浮力的变化规律，本文采用了数值仿真的方法进行分析。

仿真采用有限元方法，通过建立系统的数学模型和计算方程，求解得到系统的悬浮力。

增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法

增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法高温超导磁悬浮技术是一种应用于磁悬浮列车、风力发电机组等领域的新兴技术。

这种技术的关键是增大阻尼和悬浮力，以提高磁悬浮系统的稳定性和运行效率。

阻尼是指磁悬浮系统在受到外界扰动时，快速稳定的能力。

要增大阻尼，可以采用以下方法：1. 增加磁悬浮系统的阻尼器数量和长度。

通过增加阻尼器的数量和长度，可以提高系统的阻尼能力，减小振动幅度。

2. 增加磁悬浮系统的阻尼材料厚度。

选择高阻尼材料作为阻尼层，可以有效地吸收振动能量，提高系统的阻尼效果。

3. 优化磁悬浮系统的控制算法。

采用先进的控制算法，如自适应控制算法和模糊控制算法，可以实时调节磁场和电流，提高系统的响应速度和阻尼效果。

悬浮力是指磁悬浮系统对物体的支持力，它决定了物体能否悬浮在磁场中。

要增大悬浮力，可以采用以下方法：1. 提高磁场强度。

增加磁场强度可以提高悬浮力，可以通过增加电流或使用更强的磁铁来实现。

2. 增加导体的面积和厚度。

导体的面积和厚度决定了其悬浮力的大小，增加导体的面积和厚度可以提高悬浮力。

3. 优化导体的形状。

通过改变导体的形状，如使用圆柱形的导体，可以增大悬浮力。

宽度的计算方法可以采用以下步骤：1. 确定磁悬浮系统的设计参数，如磁场强度、导体的几何形状和导体材料的特性。

2. 根据磁场强度和导体参数，计算导体上的悬浮力分布。

可以使用数值模拟方法，如有限元法或有限差分法，来计算悬浮力的分布。

3. 在悬浮力分布中选取适当的位置，测量导体宽度。

可以使用测量工具，如卡尺或显微镜，来测量导体的宽度。

4. 根据测量结果，对磁悬浮系统进行调整，如增加导体的宽度或改变导体的形状，以获得更大的悬浮力。

通过上述方法，可以增大阻尼和悬浮力，提高高温超导磁悬浮杜瓦的稳定性和运行效率。

基于ANSYS的推力永磁轴承磁力特性研究

MKS 单位制下建立的，取“Element edge length”的
案值为 0． 001 m。而相对磁环来说，空气和远场作为 E n 包络场，其对网格所要求的精度不高，故对其进行 A .c 自由网格划分，并设置面单元边长为 0． 002 m。
2． 3 加载求解
C g 在研究推力永磁轴承内部的磁场分布时，暂 r 不考虑其向外的漏磁，因此在模型最外层加上磁
凯 o 面重合时能产生较大的轴向力，而径向方向上的
不稳定力较小，适合做斥力型轴向轴承。故文中
e 以此类型永磁轴承单元作为基本结构组成一种推 O 力永磁轴承，其结构如图 2 所示，该轴承主要用于 CAwMwEw.cam 承受轴向载荷。
环对动磁环的磁力 Fz1 （方向向上）相应增大，而动磁环与上定磁环间的气隙变大，上定磁环对动磁
值。空气的相对磁导率设置为 1，磁环的材料则通
过设置 Hc 和 μr 来完成。由于磁环材料采用 N35
型 NdFeB，根据实验室所定制的磁环测得： Hc =
922 880 A / m，Br = 1． 210 6 T。由于真空磁导率
μ0 = 4π × 10 － 7 H / m，故磁环的相对磁导率 μr = Br /
ISSN1000 － 3762 轴承 2014 年4 期 CN41 － 1148 / TH Bearing 2014 ，No． 4
5 －9
基于 ANSYS 的推力永磁轴承磁力特性研究
张坚，孙玉卓，张海龙，孟庆涛，张钢
（上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072）
摘要：对一种推力永磁轴承进行了力学特性分析，由于其只产生轴向位移且具有轴对称结构，故将其简化成轴

基于ANSYS和iSIGHT的磁悬浮轴承结构优化设计_肖林京

［5 － 6 ］
导率； B e 表示单元的磁感应强度。以上计算结果与试验结果非常吻合，有足够因此采用有限元法来仿真磁悬浮轴承。的正确性，
2
ANSYS 对磁悬浮轴承的建模和仿真
采用 APDL 语言编写并建立参数化模型，使
得磁悬浮轴承的参数可以方便调整，自动生成新的模型，为下一步 iSIGHT 的优化提供接口。对于 8 极径向磁轴承（图 1 ），当转子处于轴承的几何中心时，上磁极对线圈进行加载。定子和转子采用无取向硅钢 50W270 叠压而成，其磁化曲线如图 2 所示，取饱和前允许的最大磁感应强度 B max = 0． 8 T，线圈加载电流的大小由最大磁感应强度 B max 决定。轴承的初始结构参数包括可变参数和不变参数。可变参数为线圈槽的槽口高度 H1 = 1 mm，槽口宽度 H3 = 2． 5 mm，磁极高度 H2 = 10 mm，磁极宽度 W1 = 10 mm；不变参数为定子外径 R = 65 mm，定子内径 R1 = 25 mm，气隙 G =
收稿日期： 2011 － 09 － 06 ；修回日期： 2011 － 10 － 17 作者简介：肖林京（ 1966 —），男，山东沂水县人，工学博士，教授，博士生导师。主要研究方向为机电液一体化、磁悬浮技术；张绪帅（ 1987 —），男，山东曹县人，硕士研究生，主要从事磁悬浮风力发电和磁悬浮飞轮储能等方面的研究。 E － mail： zxshuai@ 126． com。
2 0． 3 mm，电流密度 J d = 6 A / mm 。
（ 1）（ 2）（ 3）
式中：为向量微分算子； H 为磁场强度矢量； J z 为电流场密度矢量； B 为磁通密度矢量； μ 为磁导率。引入矢量磁势 A，使得 B= ×A 。根据边界条件得 A z = A z0 = 0 （第一类边界），（ 4）（ 5）

高温超导磁悬浮径向轴承的刚度特性仿真分析

高温超导磁悬浮径向轴承的刚度特性仿真分析
秦瑀
【期刊名称】《红水河》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】刚度特性体现了超导磁悬浮轴承的稳定性,是高温超导磁悬浮径向轴承整体性能的主要评价指标之一。

为探索刚度特性更优的径向轴承结构,笔者通过COMSOL软件对3种不同类型的径向轴承进行仿真设计,对比、分析不同结构的径向轴承的电磁特性,进而分析受力情况与刚度特性。

结果表明,厚度较大、结构均匀的永磁体的径向轴承周围磁通密度更大,磁场梯度更强,刚度特性更优,在后续设计中可采用这种结构的径向轴承。

【总页数】8页(P68-75)
【作者】秦瑀
【作者单位】柳州铁道职业技术学院;北京航空航天大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
【相关文献】
1.高温超导轴向磁悬浮轴承的悬浮力分析
2.径向高温超导磁悬浮轴承的悬浮性能分析
3.高温超导体磁悬浮轴承在低温液体泵中应用的可行性分析
4.径向型高温超导轴承悬浮特性的有限元分析
5.高炉两段式煤粉喷吹理论与关键技术及其配套装备
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高温超导混合磁悬浮轴承系统的研究的开题报告

高温超导混合磁悬浮轴承系统的研究的开题报告一、研究背景随着科学技术的不断进步，高速旋转机械的发展愈加迅猛，为其带来的挑战也不断增加。

目前，磁悬浮轴承技术已成为旋转机械领域发展的重要方向，而高温超导材料的应用也为磁悬浮轴承的性能提升提供了新的可能性。

本研究将以高温超导材料为基础，研究高温超导混合磁悬浮轴承系统的关键技术，旨在提高其性能，并以此为基础，探讨高温超导混合磁悬浮轴承在旋转机械应用中的可行性和应用前景。

二、研究内容1.高温超导磁体设计与制备针对高温超导材料的特性，设计超导磁体，并进行制备和测试，以满足高温超导混合磁悬浮轴承的需要。

2.高温超导混合磁悬浮轴承系统结构设计结合超导磁体特性，设计适用于高温超导混合磁悬浮轴承的结构，并进行仿真分析，确定合理的结构参数。

3.高温超导磁悬浮轴承系统控制方案针对高温超导混合磁悬浮轴承系统的控制需求，设计控制方案，并进行控制系统硬件和软件的开发和调试。

4.系统性能测试与分析对高温超导混合磁悬浮轴承系统进行性能测试，包括静态和动态特性的测试，并进行数据分析，以评估系统性能和机械应用的可行性。

三、研究意义高温超导混合磁悬浮轴承系统的研究可望取得以下成果：1.提高磁悬浮轴承的性能，提高旋转机械的转速和负载能力，增强机械运行的稳定性和可靠性。

2.推动高温超导材料在旋转机械领域的应用，并对其在其它领域的应用提供新思路和新方法。

3.增强国家高端装备制造领域的创新能力，培养高水平的研究人才，促进科技创新和经济发展。

四、研究方法1.理论研究法：针对高温超导材料、磁悬浮轴承等相关领域的理论知识进行研究，分析磁悬浮轴承系统的工作原理，提出高温超导混合磁悬浮轴承系统的设计方案。

2.仿真研究法：通过有限元仿真软件进行高温超导混合磁悬浮轴承系统的结构优化和控制方案仿真分析，提高系统的设计和控制精度。

3.实验研究法：设计和制备高温超导磁体，开发高温超导混合磁悬浮轴承系统的硬件和软件，对系统进行性能测试，并分析测试结果。

高温超导悬浮系统在不同条件下的电磁力实验研究的开题报告

高温超导悬浮系统在不同条件下的电磁力实验研究的开题报告一、项目背景高温超导材料因为其良好的电导率和磁性能，被广泛应用于电力输送上，但在交通运输领域的应用还存在瓶颈。

高温超导悬浮技术的研究和应用，可以使车辆在无摩擦和无接触的情况下，以高速运行，从而极大地提高交通运输效率，减少能源浪费和环境污染。

因此，高温超导悬浮技术的研究和应用具有重要的科学和实际价值。

二、研究目的和内容本研究旨在建立一种高温超导悬浮系统，探究不同条件下高温超导材料的电磁力变化规律，并研究其对悬浮力的影响。

本研究的具体内容包括以下几个方面：1. 建立高温超导材料的电磁力测试装置；2. 测试不同条件下高温超导材料的电磁力变化规律；3. 探究高温超导材料电磁力对悬浮力的影响；4. 分析高温超导材料在悬浮系统中的优缺点和应用前景。

三、研究方法和技术路线本研究采用实验和理论相结合的方式，以高温超导材料为主要研究对象。

首先，利用材料实验平台，搭建高温超导材料的电磁力测试装置，通过调节电流、磁场等条件，对不同温度、不同磁场下高温超导材料的电磁力变化规律进行测试，并分析其影响因素。

其次，我们将设计一种高温超导悬浮装置，将高温超导材料应用于悬浮系统中，并测量其悬浮力变化规律，分析高温超导材料在悬浮系统中的应用前景和优缺点。

最后，在理论分析的基础上，进一步优化高温超导材料的性能和应用效果。

四、预期研究成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面：1. 系统地研究不同条件下高温超导材料的电磁力变化规律，为高温超导材料在交通运输的应用提供重要的数据支撑；2. 探究高温超导材料在悬浮系统中的应用前景和优缺点，为高温超导悬浮技术的发展提供理论依据和实验支持；3. 为高温超导材料的性能和应用效果的进一步优化提供研究指导和思路。

本研究的意义在于促进高温超导材料在交通运输领域的应用，提高交通运输的效率和安全性，从而为人类社会的可持续发展做出贡献。