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山东大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (2): 81-85.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.607

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磁极数对径向磁轴承承载力的影响

陈瑞,李红伟*,田靖   

  1. 山东大学电气工程学院, 山东 济南 25006l
  • 收稿日期:2017-12-13 出版日期:2018-04-20 发布日期:2017-12-13
  • 通讯作者: 李红伟(1979— ),男,湖北老河口人,讲师,博士,主要研究方向为磁悬浮轴承理论与应用技术. E-mail:lhw08@sdu.edu.cn E-mail:1063309561@qq.com
  • 作者简介:陈瑞(1992— ),男,山西吕梁人,硕士研究生,主要研究方向为磁悬浮轴承理论与应用技术. E-mail:1063309561@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(11302120);山东省自然科学基金资助项目(ZR2011EEQ029)

The relationship between the number of magnetic poles and the bearing capacity of radial magnetic bearing

CHEN Rui, LI Hongwei*, TIAN Jing   

  1. School of Electrical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China
  • Received:2017-12-13 Online:2018-04-20 Published:2017-12-13

PDF (PC)

355

摘要： 针对径向磁轴承,以实际工程经验为基础给出气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则,并设计不同转子直径和不同磁极数的径向磁轴承结构。利用有限元分析软件对设计的径向磁轴承进行电磁场仿真分析,得到磁场分布和电磁力。根据仿真结果研究不同转子直径下,磁极数对轴承承载力的影响。仿真结果表明,当转子直径不超过150 mm时,径向磁轴承的承载力随着磁极数的增加显著减小。当转子直径达到150 mm后,磁极数对径向磁轴承的承载力并无明显的影响。

关键词: 有限元分析, 磁极数, 径向磁轴承, 承载力

Abstract: The design principles of air gap, magnetic pole, rotor, stator, magnetic pole area and coil were given on the basis of practical engineering experiences. The structures of radial magnetic bearing with different rotor diameter and different magnetic pole number were designed. The finite element analysis software was used to simulate the electromagnetic field of radial magnetic bearing. The electromagnetic force and the magnetic field distribution were obtained. According to the simulation results, the influence of the number of poles on the bearing capacity of bearings under different rotor diameters was studied. The simulation results showed that the capacity of the radial magnetic bearing decreased significantly with the increase of the number of poles when the rotor diameter did not exceed 150 mm. While, the number of poles did not have a significant effect on the capacity of radial magnetic bearings when the rotor diameter reached 150 mm.

Key words: bearing capacity, finite element analysis, number of magnetic pole, radial magnetic bearing

中图分类号: 

  • TH69
[1] 张维煜, 朱熀秋, 袁野. 磁悬浮轴承应用发展及关键技术综述[J]. 电工技术学报, 2015, 30(12):12-20. ZHANG Weiyu, ZHU Huangqiu, YUAN Ye. Study on key technologies and applications of magnetic bearings[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(12):12-20.
[2] 李媛媛, 朱熀秋, 朱利东. 磁悬浮轴承发展及关键技术研究现状[J]. 微电机, 2014(6):69-73. LI Yuanyuan, ZHU Huangqiu, ZHU Lidong. Development and research status of key technologies on magnetic bearings[J]. Micromotors, 2014(6):69-73.
[3] 施韦策G, 布鲁勒H, 特拉克斯勒A. 主动磁轴承基础、性能及应用[M]. 虞烈,袁祟军,译.北京:新时代出版社,1997:1-22.
[4] GERHARD Schweitzer, ERICH Maslen.磁悬浮轴承:理论、设计及旋转机械应用[M].徐旸,张剀,赵雷,译.北京:机械工业出版社,2012:1-25.
[5] 胡业发, 周祖德, 江征风.磁力轴承的基础理论与应用[M].北京:机械工业出版社,2006:1-5.
[6] 丁国平, 胡业发, 周祖德. 径向磁力轴承磁极布置对磁场和磁力的影响[J].中国机械工程, 2008, 19(19):2364-2367. DING Guoping, HU Yefa, ZHOU Zude. Effects of magnetic pole arrangement on magnetic field and force in radial magnetic bearings[J]. China Mechanical Engineering, 2008, 19(19): 2364-2367.
[7] 吴刚, 张育林, 刘昆. 电磁轴承结构参数设计研究[J]. 机械科学与技术, 2005, 24(6):713-715. WU Gang, ZHANG Yulin, LIU Kun. Research on structure parameter design of electromagnetic bearings[J]. Mechanical Science and Technology, 2005, 24(6):713-715.
[8] 蔡敏, 朱熀秋. 轴向磁轴承参数设计与性能分析[J]. 微电机, 2010, 43(10):22-25. CAI Min, ZHU Huangqiu. Parameter design and performance analysis for axial magnetic bearing[J]. Micromotors, 2010, 43(10):22-25.
[9] MIZUNO T, HIGHCHI T. Experimental measurement of rotational losses in magnetic bearings[C] // Proceedings of 4th International Symposium on Magnetic Bearings. Zurich, Switzerland: 4th International Symposium on Magnetic Bearings, 1994:591-595.
[10] STEPHENS L S, KNOSPE C R. Effects of magnetic pole arrangement on core loss in laminated high-speed magnetic journal bearings[J]. IEEE Transactions on Magnetics,1996, 32(4):3246-3252.
[11] 张云鹏, 刘淑琴, 李红伟. 基于磁路分析的轴向混合磁轴承径向承载力解析计算[J]. 电工技术学报, 2012, 27(5):137-142. ZHANG Yunpeng, LIU Shuqin, LI Hongwei. Calculation of radial electromagnetic force of axial hybrid magnetic bearing based on magnetic circuit analysis[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2012, 27(5):137-142.
[12] 占智军. 主动电磁轴承的设计与分析[D]. 杭州:浙江大学,2013:8. ZHAN Zhijun. Design and analysis of active magnetic bearings[D].Hangzhou:Zhejiang University, 2013:8.
[13] 陈浩. 电磁轴承系统的设计与研究[D]. 北京:北京工业大学,2009:18. CHEN Hao. Design and research on the magnetic bearing system[D]. Beijing:Beijing University of Technology, 2009:18.
[14] 朱坤.磁悬浮转子虚拟样机中结构设计系统的研究与开发[D]. 武汉:武汉理工大学, 2007:22-26. ZHU Kun. Research and development of structural design on magnetic suspension rotor's virtual prototype[D].Wuhan:Wuhan University of Technology, 2007:22-26.[15] 汤银龙. 600 Wh飞轮储能系统的电磁轴承结构设计[D]. 哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2013:25. TANG Yinlong. Structure design of the active magnetic bearing based on 600 Wh flywheel energy storage system [D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2013:25.
[16] 赵博, 张洪亮. Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M]. 北京:中国水利水电出版社,2013:2-44.
[17] 丁国平, 周祖德, 胡业发. 磁力轴承旋转电磁场的有限元计算及分析[J]. 武汉理工大学学报, 2012, 34(1):114-117. DING Guoping, ZHOU Zude, HU Yefa. Calcuulation and analysis of magnetic bearings rotating magnetic field with field element method[J]. Journal of Wuhan University of Technology, 2012, 34(1):114-117.
[18] 李泽辉, 滕万庆, 李翀. 磁悬浮储能飞轮用径向磁轴承磁路仿真分析[J]. 储能科学与技术, 2014,3(4):308-311. LI Zehui, TENG Wanqing, LI Chong. Finite element analysis of a magnetic circuit of radial magnetic bearing for magnetically suspended flywheels[J]. Energy Storage Science and Technology, 2014, 3(4):308-311.
[19] 杨芳芳, 吕建超. 推力磁轴承的优化设计与有限元分析[J]. 燃气涡轮试验与研究, 2010, 23(2):43-46. YANG Fangfang, LYU Jianchao. Optimization design and finite element analysis for thrust magnetic bearings[J]. Gas Turbine Experiment and Research, 2010, 23(2):43-46.
[20] 李红伟, 于文涛, 刘淑琴. 基于ANSYS的磁悬浮挠性转子模态分析与设计[J]. 中国机械工程, 2014, 25(11):1447-1452, 1459. LI Hongwei, YU Wentao, LIU Shuqin. Mode analysis and design of maglev flexible rotor with ansys[J]. China Mechanical Engineering, 2014, 25(11):1447-1452, 1459.
[1] 田靖,李红伟,陈瑞,于文涛. 一种轴向电磁轴承的结构优化与有限元分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 107-113.
[2] 祁金胜,安春国,柏洁, 王湛. 圆形烟风道支座与加固肋匹配特性[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(1): 125-130.
[3] 李连祥,李先军. 不同扩径体数量、位置对支盘桩承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2016, 46(5): 88-94.
[4] 王海源1,2,章龙3,张乐文1*,张峰1. 预防连续箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(3): 82-88.
[5] 王元清1,高博2*,戴国欣2,石永久1,袁焕鑫1. 双轴对称不锈钢受弯构件残余变形的影响因素分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(1): 95-100.
[6] 周海鹰1,李立新2,陈廷国1. 地铁隧道衬砌管片承载力试验及计算方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(4): 84-87.
[7] 管延华1,2,蒋斌松1,宋修广2,杨勇3. FRP-螺栓联合加固RC梁受剪承载能力试验研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(2): 82-87.
[8] 徐春一1, 2,刘明2*,王广林2. 蒸压粉煤灰多孔砖砌体偏心受压承载力试验研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(2): 71-77.
[9] 肖利利 陈蔚芳 叶文华 杨琪 刘世豪. “箱中箱”结构立滑板的有限元分析及其优化设计[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(1): 78-83.
[10] 孙媛媛 徐衍亮 姚之宁. 旁磁制动单相感应电动机制动力的分析与计算[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(5): 120-123.
[11] 王立鹏1,巩思锋2.

钢筋混凝土梁电化学锈蚀及受弯承载力试验研究

[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(2): 113-117.
[12] 王俊英,杜金辉,吕培茹,张媛,慕金波 . 山东省水生态环境承载力探讨[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(5): 94-98 .
[13] 路　冬,李剑峰,孙　杰,姜　峰 . 航空框类零件加工动态夹紧力确定有限元分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2007, 37(1): 19-22 .
[14] 林彦,冯勇 . 铸钢空心球管节点的设计与研究[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(5): 77-81 .
[15] 赵益军 . 基于遗传算法与神经网络相结合的区域水资源承载力综合评价[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(4): 81-83 .
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