徑向磁懸浮軸承的電磁場分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計f

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1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文徑向磁懸浮軸承的電磁場分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計姓名：陳帝伊申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：電工理論與新技術(shù)指導(dǎo)教師：劉淑琴20080420山東大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要磁懸浮軸承是利用磁場力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有任何機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承，具有無摩擦、無損耗、無污染、低能耗、低噪聲以及壽命長等優(yōu)點，為了使磁懸浮軸承在更多的工業(yè)領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用，使其結(jié)構(gòu)簡單并且性能優(yōu)越，研究降低成本，具有重要的現(xiàn)實意義。本文采用有限元法分析電磁場，然后對徑向磁懸浮軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，具體工作包括：首先，本文給出了磁懸浮軸承的麥克斯韋方程組、邊界條件以及用有限元法求解徑向磁懸浮軸承的

2、一般步驟，為對磁懸浮軸承進(jìn)行電磁場分析奠定了基礎(chǔ)。用ANSOFT公司出品的MAXWELL軟件對徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子和定子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致磁路耦合、定子與氣隙交界處磁密急劇增加等結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行詳盡的有限元分析。其次，對徑向磁懸浮軸承的一般結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了推導(dǎo)：包括磁性材料的選擇、磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)計、槽型結(jié)構(gòu)的選擇、各個結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系等，并且對熱量損失進(jìn)行了校驗。第三，根據(jù)前述的電磁場分析的結(jié)論和徑向磁懸浮軸承的一般設(shè)計過程，本文提出了兩個優(yōu)化目標(biāo)：承載力最大和定子外徑最小，根據(jù)不同的約束條件給出了三個具體的實現(xiàn)算法。最后，用VisualBasic編寫了磁懸浮軸承系統(tǒng)設(shè)計軟件，此軟件包括：徑向磁懸浮軸承

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計和損耗分析，并給出了設(shè)計的樣機(jī)和實驗效果。關(guān)鍵詞：電磁場分析；磁懸浮軸承；結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計山東大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTActivemagneticbearing(AMB)isoneofthetypicalmechatronicproductsandanewtypeofhighperformancebearingwhichsuspendstherotorinacontact-freemanner．Sinceithasmanyadvantages，suchasnomechanicalcontact，110friction，lowerpowercon

4、sumption，lastingservicelifeandwithoutenvironmentalpollution．Inordertomakemoremagneticbearingsintheindustrygetabetterapplication，wemustmakeitsstructuremoresimpleanditsperformancemoreexcellent，realizingthereunificationofperformanceandcostisanimportantrealisticsignificance．thispaperistooptimizationofth

5、edesigntotheradialmagneticbearingstructural，fromtheperspectiveofstartingwiththeanalysisoftheelectromagneticfield，formakingittobetterappliedtogrinder．Detailsareasfollows：1．Magneticbearingsontheelectromagneticfieldanalysis，giventhemagneticbearingsoftheMaxwellequationsandthefiniteelementmethodwimradial

6、magneticbearingforthegeneralsetps．2．ItmakesdetailedanalysisonthestructureofradialmagneticbearingbyMaxwellbyansotlembraceing，andgetsseveralguidingsignificanceoftheconclusionstothedesignofthestructure．3．Itdetailsthegeneraldesignstepsofradialmagneticbeatingonthestructure，anditsthermalequilibriumanalysi

7、s．4．Basedontheforegoingconclusionsoftheanalysisoftheelectromagneticfieldandradialmagneticbearingthegeneraldesignprocess，thispaperpresentstwooptimizationobjectives，andgivethreespecificalgorithms．5．Itpr