径向磁力轴承定子结构参数的确定

《径向磁力轴承定子结构参数的确定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究·开发’径向磁力轴承定子结构参数的确定!文湘隆!胡业发!陈龙摘要!通过分析径向磁力轴承的结构形式、磁极数以及线圈槽形，针对径向磁力轴承定子的结构设计，在充分考虑材料的电磁性能的基础上，提出了一种结构参数的确定方法，为磁力轴承的优化设计及参数驱动的智能设计提供了参考。关键词：径向磁力轴承定子结构参数中图分类号："#$%%&%文献标识码：’文章编号：$((()*++,-.((/0(%)((.1)(%!"#$%&’$("234567857639:7;<36=>;?@:35A8B=C34?:D8=AC@6==E34

2、2?B3=>5236?DA?C;?@:35A8<3?6A:@?63?:?CFG3D&H:EA3I=>52345678576?CD34A@:=>52345?5=6=>5236?DA?C;?@:35A8<3?6A:@?:D=:523>7CC8=:4AD36?5A=:=>5233C3856=;?@:35A8B36>=6J;?:83=>523;?536A?C9?;352=D=>8?C87C?5A:@52345678576?CB?6?;35364=>52345?5=6=>5236?DA?C;?@:35A8<

3、3?6A:@A4B75>=6I?6D95274@AEA:@?63>363:835==B5A;AG?5A=:D34A@:?:DA:53CCA@3:5D34A@:=>523;?@:35A8<3?6A:@4&)*+,-%.#(/&.0&12&34*$0’5*&%0436$&$-%6$%7’$7%*8&%&9*$*%#对于磁力轴承的结构及其优化设计，已经有很多用分层结构，因此这种形式适用于由于各种原因而要文献L$M*N作了相关的论述。作者对这方面的设计规则求转子是整体式的场合L1N。也进行了有益的研究，并对径向磁力轴承

4、定子提出了作者研究的径向磁力轴承采用的是周向结构。一种结构参数的确定方法，为实现磁力轴承的参数驱-.0径向磁力轴承定子的形式径向磁力轴承定动智能优化设计提供了可能。子（以下简称定子）按照其所处的位置可以有两种不同的形式：一种为内转子外定子，另一种为外转子内定$径向磁力轴承的结构子，分别如图.（?）、（<）所示。在径向磁力轴承的应用-$0径向磁力轴承的总体形式径向磁力轴承包中，磁悬浮主轴一般采用图.-?0的结构，而磁悬浮硬盘括定子和转子两大部分，其结构形式通常分为两种!一系统则多采用图.-<0的形式。文章主要针对

5、内转子外种为磁极沿转子周向布置的周向结构，另一种为磁极定子的情况进行研究，另一种结构的设计过程与其基沿转子轴向布置的轴向结构，分别如图$（?）、（<）所示。本相同。其中，周向结构的磁通与转子轴线垂直，轴向结构的磁-%0定子的磁极数随着磁极数的增加，磁力线在通与转子轴线平行。转子和定子轭圈中的分布会更加均匀，能更充分地利周向结构形式与电机相似，易于制造，精度较高，用转子和定子的铁磁材料，且磁势的波形好，附加损耗是目前径向磁力轴承广泛采用的结构形式。但在这种小；同时，磁极数多，线圈与定子铁芯的接触面积大，线结构中，

6、转子每旋转一周铁芯被重复磁化两次。为使磁圈散热好，有利于减小线圈的温升。但磁极数增加时，滞损耗尽可能小，转子在轴向可采用叠片工艺制成，即将使制造工艺的复杂性提高，并使相邻两磁极之间的用圆形冲孔薄硅钢片压装而成。间距减小，磁极之间的耦合增强，不利于控制。轴向结构形式较显著的优点是铁芯在同极性磁极为了降低磁极间的耦合效应，要求定子结构的上下通过，因此其磁滞损耗要比周向形式小，且磁极之间下、左右必须对称，因此磁极数一般选为,的倍数：,极的耦合较小，易于控制。不过转子在径向几乎不可能采的定子适用于!",(;;的转子；$

7、/极的定子适用于’国家自然科学基金资助项目-编号：1(%K1$$%0机械制造::卷第:;;期!""#$%!"研究·开发!"##"!"$!"##之间的转子；%&极的定子适用于*"+)",$-",’*<*)8*$%"##"!"%&"##之间的转子；’%极的定子适用于在设计磁力轴承时，当线圈中的电流为最大设定!#$("##以上的转子。当然，还可以根据具体的要求值,#=>时，希望在磁路中能够激励出材料磁化曲线线和目标对磁极数进行优化以得到最合理的方案。性区的最大磁通密度-，以充分利用导磁材料5!7。因#=>)&*定子的

8、线圈槽型定子线圈槽的形状主要有此，由铁芯磁导率恒定时的磁通密度简化公式5$7：圆形槽、梯形槽和矩形槽’种，如图’所示。圆形槽和梯-+"".,6)%#*（(）形槽可使铁芯齿部的磁通密度分布均匀；而矩形槽齿可得：.,#=>+%-#=>#6"")9*部的磁通密度沿齿高方向变化，会限制铁芯材料的充式中.为一磁极对（两个磁极）上的线圈匝数，""为分利用。圆形槽冲片光滑，槽满率高，但径向尺寸大；梯