全被动磁悬浮支承系统的研究

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1、内容摘要磁力轴承具有无摩擦、高速、高精度等一系列优点，在工业领域得到日益广泛的应用。随着磁悬浮技术的日益成熟，磁力轴承的商品化、系列化成为必然的趋势。在这种条件下，降低其成本对于其普及显得非常重要。在这里我们提出了一种新型的全被动磁悬浮支承系统，它主要应用于固定使用的飞轮电池当中，具有成本低，可靠性高的特点。全被动磁悬浮支承系统的研究对于实现经济型飞轮电池具有举足轻重的作用。本文系统介绍了全被动磁悬浮轴承的构造，并对径向电动轴承和轴向永磁轴承工作的基本原理进行了阐述。本文对永磁轴承的材料、构型以及悬浮力与刚度的计

2、算理论进行了全面深入的分析和研究。发展了Maxwell应力张量计算理论，推导了Maxwell和虚功原理的磁场力计算的有限元方法，进行了磁场力及刚度的计算和分析。对磁轴承系统的结构配置、结构参数计算、轴承悬浮特性等方面进行详细的分析与讨论，并运用动力学、电磁学相关原理，分析永磁轴承和电力轴承的作用力，建立系统动力学模型。论文最后在总结全文的基础上，对该项研究的发展进行了展望。关键词：飞轮电池电动磁力轴承永磁磁力轴承刚度有限元法Ⅱ3AbstractMagneticbearingshaveaseriesofadvant

3、ageswhichinvolvenonfriction,highspeed,highprecisionetc,soitiswidelyappliedinindustries.Withthedevelopmentofmagneticbearingtechnology,themanufacturingandseriesdesignarethenecessarydirection.Underthiscondition,decreasingitscostisveryimportantfortheprevalent.Thi

4、spaperproposesanoveltypeofpassivenoncontactmagneticsuspension,itisusedinstationaryapplicationsflywheelenergystoragesystems.Ithasadvantagessuchaslesscostandhigherreliabilitythanactivemagneticbearings.Researchonfullypassivemagneticsuspensionholdthebalanceinreal

5、izationofeconomicalflywheelenergystorgesystem.Theconstructandthepricipleofthispassivenoncontactmagneticsuspensionaredetailedlyexpounded.Thematerial,structuredesignofthepermanentmagneticandthecalculativetheoryofsuspensionforceonthepermanentmagneticbearinghaveb

6、eenstudied.DevelopingMaxwellstresstensortheoryandvirtualprinciple,combinedwithFEM,thecomputingmethodofthesuspensionforceonpermanentmagneticbearingareputforward.Usingthismethod,suspensionforceandstiffnesshavebeenanalyzedandcalculated.Thecomputationofthestructu

7、ralparametersandthesuspensioncharacteristicsofthemagneticbearingsystemareanalyzedanddiscussedindetails.Andthesystemdynamicmodelisbuilt,usingThemainresearchfindingsandconclusionofwholethesisaresummarized.Themaininnovationsarementioned.Andthefutureresearchproje

8、ctsareproposed.Keywords：flywheelbatteryelectromotivemagneticbearingpermanentmagnetbearingstiffnessfiniteelementmethodⅢ4三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用