二自由度混合磁轴承设计与有限元分析

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０引言
磁轴承具有无磨损、需润滑和密封、无高速度、
电机原理，电机转矩绕组极对数Ｐ０，向力绕使：径组极对数Ｐ＝１两者之间满足径向力产生条件Ｐ，＝
高精度、寿命长等优良品质，根本上革新了传统的从支承方式。针对主动磁轴承体积大、流功放功率直损耗高、气隙偏小及成本高等缺点，本文设计了结构新颖、凑，于采用高性能数字信号处理器ＤＰ紧易Ｓ控制的三相逆变器来驱动的新型交流二自由度永磁偏置混合磁轴承－。１］３本文在分析其工作原理的基础上，于磁路分基析法推导出该磁轴承的数学模型；设计了实验样并
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
限元分析软件Ｍａｗｌ对之进行建模并仿真，ｘｅｌ分析了样机内部磁场关系，验证了二自由度混合磁轴承悬浮原理，计
算了径向力与位移以及径向力与控制绕组电流之间关系，出磁轴承的最佳工作范围，采用ＭｔｂＳｍｌｋ进得并ａｌ／ｉｕｉａｎ
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一
二自由度混合磁轴承设计与有限元分析
张涛邬清海倪，，伟。莫丽红贾红云，，
（．１淮阴工学院，江苏淮安２３０；．２００２东南大学，江苏南京２００）１００摘要：阐述二自由度混合磁轴承工作机理的基础上，在推导了其数学模型，设计了实验样机，采用三维有并
行仿真实验研究。研究结果表明：该设计的磁轴承能够稳定悬浮，并具有较好的控制性能。
关键词：轴承；限元；ａｗｌ；向力磁有Ｍｅ径ｘｌ中图分类号：Ｍ３Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：０４７１（００１－０１０１０－０８２１）１０３－４
ＡｂｔａｔＴｈｔｅｔａｄｌｆｍａｎｔｅｒｎｓｗａｅｕｅａｅｎｔｅｗｏｋｎｃａｉｍｆｈｇｅｉｓｒｃ：ｅｍａｈｍａｉｌｍｏｅｇｅｉｂａｉｇｓｄｄｃｄｂｓｄｏｒｉｇｍｅｈｎｓｏｅｍａｎｔｃｏｃｈｔｃｂａｎｉｅｒｅ￣ｅｏＡｎｅｐｒｎａｒｔｔｐｇｅｉｅｔｇｗａｅｉｎｄＴｒｅｄｍｅｓｎｆｉｌｍｅｔｅｔｇｗｔｔｄｇｅｅｄｍ．ｘｅｉｉｈｗｏｍｅｔｐｏｏｙｅｍａｎｔｂａｎｓｄｓｅ．ｈｅｉｎｉｉｔｅｅｎｌｃｉｇｏｎｅａａｙｉｏｔｒｓａｐｉｄｔｈｄｌｇａｄｓｍｕａｉｎＩｔｒａｇｅｉｅａｉｎｏｅｐｏｏｙｅｗａｎｌｚｄＴｅｎｌｓｓｓｆｗａｅｗａｐｌｔｅｍｏｅｉｎｉｌｔ．ｎｅｎｌｍａｎｔｒｌｔｆｔｒｔｔｐｓａａｙｅ．ｈｅｏｎｏｃｏｈｓｓｅｓｎｐｉｃｐｅｏｈｇｅｉｅｒｇｗｔｗｅｅ￣ｅｏｗｓｖｌａｅ．ｈｅａｉｎｈｐｂｔｅｎｔｅｒｄａｕｐｎｉｒｉｌｆｔｅｍａｎｔｂａｉｉｔｏｄｇｅｅｄｍａａｉｔｄＴｅｒｌｔｓｉｅｗｅｈａｉｌｏｎｃｎｈｒｄｏｆｒｅｔｅｄｓｌｃｍｅｔｔｅｒｄａｆｒｅａｄｔｅｗｉｄｎｕｒｎｓｃｃｌｔｄＯｐｉｍｒｉｇｒｎｅｏｇｅｉｂａ－ｏｃ，ｈｉｐａｅｎ，ａｉｌｏｃｎｈｎｉｇｃｒｅｔｗａａｕａｅ．ｔｈｌｍｕｗｏｋｎａｇｆｍａｎｔｅｒｃｉｇａｏｃｕｅ．ｉｌｔｎｒｓｌｈｗｔａｈｇｅｉｅｔｇｅｉｎｄｉｈｓｐｐｒｃｎｂｕｐｎｅｔｂｙａｄｎｓｗｓｃｎｌｄｄＳｍｕａｉｅｕｔｓｏｈｔｅｍａｎｔｂａｎｓｄｓｇｅｎｔｉａｅａｅｓｓｅｄｄｓａｌｎｏｓｔｃｉ
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