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《軸向磁化永磁軸承的剛度特性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、豎!=Z軸承2011年4期Bearing2011，No．44—8CN4l一1148／TH軸向磁化永磁軸承的剛度特性分析張鋼，殷慶振，阮娟，蔣德得，高剛(上海大學機電X-程與自動化學院，上海200072)摘要：利用永磁體等效電流模型，以軸向磁化的永磁軸承為對象建立了剛度矩陣，通過無量綱化，分析了各個尺寸參數(shù)對剛度的影響規(guī)律，并繪制了相應(yīng)的變化曲線圖，分析結(jié)果表明：在軸向力和徑向剛度分析中，當R／a>3時，磁環(huán)外徑作為弱影響參數(shù)可以被省略；在傾斜剛度和耦合剛度分析中，外徑的影響規(guī)律不能被忽略；當磁環(huán)的高度和厚度相等時，永磁
2、軸承性能最優(yōu)。關(guān)鍵詞：永磁軸承；剛度；等效電流；尺寸參數(shù)中圖分類號：TH133．3文獻標志碼：A文章編號：1000—3762(2011)04一OOO4—05AnalysisonStifnessofPermanentMagneticBearingZHANGGang，YINQing—zhen，RUANJuan，JANGDe—de，GAOGang(SchoolofMehatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstra
3、ct：Byusingtheequivalentelectricitymodelandtakingthepermanentmagneticbearinginaxialmagnetizingastheobject，thestifnessmatrixhasbeenbuilt．Throughthedimensionlessmethod，theanalysisofthelawabouttheim—pactofvarioussizeparametersonthestiffnesshasbeendoneandthecorrespon
4、dinggraphshavebeendrawn．There—suitsshowthatintheanalysisoftheaxialandradialstifness，whenR／a>3，theringdiameterasaweakefectparam-etercanbeomitted；whenanalyzingtiltstiffnessandcouplingstiffness，theinfluencinglawofthediameterCannotbeignored；Whentheheightandthickness
5、oftheringareequal，thepermanentmagnetbearinghastheoptimumfunction．Keywords：permanentmagneticbearing；stiffness；equivalentelectricity；structuralparameter永磁懸浮是利用永磁體之間的作用力來實現(xiàn)大量的工作，建立了各自的模型及計算公式【3]，懸浮物體在全部或部分自由度上的穩(wěn)定懸浮，它但針對永磁軸承支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的具體研究還十分不需主動電子控制系統(tǒng)，不僅節(jié)省了電力消耗，更不足。下文以
6、軸向磁化的永磁軸承為研究對象，重要是省掉了可能失效的復(fù)雜的控制系統(tǒng)部件，建立永磁軸承的剛度矩陣，分析永磁軸承尺寸參使系統(tǒng)更加可靠，使用壽命更長，具有結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)對各剛度的影響。工作可靠、無磨損、能耗小等突出優(yōu)點。永磁軸承1永磁軸承的分析模型可與電磁軸承、機械軸承、空氣軸承和超導體磁軸承等相結(jié)合，構(gòu)成各種形式的磁軸承系統(tǒng)，具有廣為便于建立解析模型，取一個動磁環(huán)和相鄰泛應(yīng)用前景。的一個靜磁環(huán)作為研究對象，建立如圖1所示直在永磁軸承設(shè)計中，磁軸承本身承載能力和剛度十分重要。其承載能力可以通過堆疊以及恰當?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)高承載力
7、、高剛度來滿足要求。阻尼可以通過引入機械阻尼器、電磁阻尼器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力穩(wěn)定。針對永磁軸承力學特性，國內(nèi)、外學者進行了收稿張鋼，等：軸向磁化永磁軸承的剛度特性分析角坐標系，一對磁環(huán)在坐標系中的坐標為：上磁環(huán)由上式推導得到圓柱永磁體的軸向力和Y軸中心坐標(0，0，)，下磁環(huán)中心坐標(0，0，z。)。環(huán)力矩。外徑為，磁環(huán)高度為b，磁環(huán)厚度為a。=2百月[A(R，Z2+0．5b)一A(R，2—0．5b)]，(7)2永磁軸承的剛度矩陣=-J,B~(Rcossin一z2COSCOS)+在懸浮系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)子繞z軸轉(zhuǎn)動，不考
8、慮J,B，(Rsin2cos咖：+冗c0s咖：cos咖+繞z軸旋轉(zhuǎn)自由度，因此剛度矩陣是5×5矩陣J。Z2COSsin)。(8)KKKzKK堆w2．2剛度矩陣表達式KKHKKyK唯徑向剛度]KPM=KKKKK啦Kr==主一(z2+0．5：。KKKKKi=1KBxK研K_缸KB俚KBB(9)坐標變換到柱坐標系中，磁體為圓柱體，則傾斜
