论文部分内容阅读
本文以单自由度LC调谐磁悬浮轴承为例,介绍了其基本结构及工作原理,根据等效磁路法推导了该磁悬浮轴承的悬浮力公式。依据实际需要,对LC调谐磁悬浮轴承的机械结构尺寸、气隙、线圈匝数、线径等相关参数进行了设计,并对电磁铁材料、外电路电容的选取原则,以及调频调压交流电压源的组成方法进行了阐述。利用Ansoft Maxwell电磁场分析软件对LC调谐磁悬浮轴承的磁场性能以及不同电容大小时推力盘的受力情况进行了仿真。通过测量电磁铁线圈的等效电感与等效串联电阻,可以得到与实际情况更加接近的电磁力表达式,并在此基础上对影响电磁力大小的因素进行了分析,分析结果表明:LC调谐磁悬浮轴承电磁力的大小与交流电压源的频率、峰值电压、电容大小有关。利用磁路分段的方法,推导了由交变电流引起的LC调谐磁悬浮轴承涡流损耗的表达式,并对影响涡流损耗的因素进行了研究,研究结果表明:LC调谐磁悬浮轴承的涡流损耗与外电路电容的大小、交流电压源的频率以及电磁铁材料的电阻率有关。对本文中设计的LC调谐磁悬浮轴承进行了静态悬浮试验与承载力测量试验,试验结果表明:此次设计的LC调谐磁悬浮轴承能够稳定地进行悬浮,承载力的测量值与理论计算值、有限元仿真值相差不大,验证了理论分析的正确性。