【摘要】： 磁懸浮技術(shù)是利用可控電磁力將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮的一種支撐技術(shù)。磁力軸承系統(tǒng)中存在著多種耦合,多耦合性也是磁懸浮系統(tǒng)的一個(gè)特性。由于磁力軸承本身的特殊性,轉(zhuǎn)子的控制精度和其動(dòng)態(tài)響應(yīng)是影響其能否得到廣泛發(fā)展和應(yīng)用的決定性因素之一。而如今磁力軸承的控制系統(tǒng)大多是對(duì)每個(gè)磁極一一控制,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上大多未考慮磁極之間的相互耦合,對(duì)于在較低轉(zhuǎn)速和較低精度的應(yīng)用場(chǎng)合,不考慮磁極之間耦合的磁力軸承結(jié)構(gòu)或控制系統(tǒng)也具有一定的可行性和實(shí)用性。但是對(duì)于近年來(lái)磁懸浮轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度越來(lái)越高,高性能的磁力軸承也呼之欲出。要想設(shè)計(jì)一套高性能的磁力軸承系統(tǒng),磁極之間的耦合影響是不可忽略必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。隔斷或者削弱磁極之間的耦合影響可以從控制系統(tǒng)上著手,也可以從軸承本身結(jié)構(gòu)上著手。由于磁力軸承的耦合理論尚未成熟,并且由于磁力軸承中耦合的高度復(fù)雜性,從控制系統(tǒng)上著手目前尚具有一定的難度。 本文利用低頻磁場(chǎng)在空氣介質(zhì)中隨距離的二次冪衰減的特性,在結(jié)構(gòu)上把各磁極之間的磁路斷開(kāi),以削弱磁路之間的耦合,故稱為弱耦合磁力軸承。并在此基礎(chǔ)上利用ANSYS仿真分析常規(guī)8極徑向磁力軸承和E、C兩種結(jié)構(gòu)的磁極之間的耦合特性,定量地分析了各種結(jié)構(gòu)在不同通電狀態(tài)、不同轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下磁極之間的電磁力耦合率耦合強(qiáng)弱；論文研究了兩種弱耦合的徑向磁力軸承在不同工況下的耦合特性,探討了耦合機(jī)理,提出了弱耦合徑向磁力軸承的耦合模型。同時(shí)研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)耦合特性的影響,提出了影響耦合特性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇準(zhǔn)則；探討了弱耦合徑向磁力軸承的制造加工工藝。 本文最后還利用磁場(chǎng)基本理論推導(dǎo)了E形徑向磁力軸承的承載力計(jì)算公式,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行E形徑向磁力軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì),為此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供一套較為完整的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上,對(duì)徑向磁力軸承磁極間耦合的研究進(jìn)行了展望。
【圖文】：

由于磁力軸承具有無(wú)磨損、不需潤(rùn)滑、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，其在真空超凈環(huán)境中的應(yīng)用越來(lái)越受關(guān)注。1976年，，萊寶公司推出了市場(chǎng)上第一臺(tái)磁懸浮分子泵，這就是著名的罰RBOVAC560M，圖1一3、1一4分別是萊寶MAG系列單軸定位和五軸定位的磁懸浮分子泵實(shí)物圖。磁力軸承真空泵成為目前磁懸浮技術(shù)最大的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。一一砂扮‘獷竺鄰夕卜{)砂旅一。翩種中嘛戶.徐‘圖1一3MAG400單軸定位分子泵圖1一4MAG1500五軸定位分子泵3)機(jī)床中的應(yīng)用超高速加工一直是機(jī)械切削加工發(fā)展的一個(gè)方向。磁力軸承允許在更高線速度的情況下，以其高剛度、大負(fù)載和良好的減振性彌補(bǔ)了空氣軸承的不足。

圖1一1磁懸浮飛輪電池圖2一2飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)2)真空和超凈環(huán)境中的應(yīng)用由于磁力軸承具有無(wú)磨損、不需潤(rùn)滑、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，其在真空超凈環(huán)境中的應(yīng)用越來(lái)越受關(guān)注。1976年，萊寶公司推出了市場(chǎng)上第一臺(tái)磁懸浮分子泵，這就是著名的罰RBOVAC560M，圖1一3、1一4分別是萊寶MAG系列單軸定位和五軸定位的磁懸浮分子泵實(shí)物圖。磁力軸承真空泵成為目前磁懸浮技術(shù)最大的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。一一砂扮‘獷竺鄰夕卜{)砂旅一。翩種中嘛戶.徐‘
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH133.3

【參考文獻(xiàn)】

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4 楊靜,虞烈,張華容;磁浮軸承軸向解耦[J];機(jī)床與液壓;1999年06期

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9 王曉光,胡業(yè)發(fā),江征風(fēng),周祖德;徑向磁力軸承力耦合及其軟件解耦方法研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2002年10期

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本文編號(hào)：2612777