永磁偏置径向磁轴承能量优化与实验

论文摘要

针对磁悬浮飞轮低功耗的要求,对一种经典永磁偏置径向磁轴承进行能量优化研究。介绍了磁轴承的磁路结构和工作原理,基于磁轴承电流刚度和位移刚度数学模型,提取出轴承能量优化因子σ。在此基础上,建立了磁轴承功耗的目标函数,并对磁轴承功耗进行优化,得到了最优功耗数学表达式及其对应的σ大小。通过有限元法对轴承功耗优化结果进行仿真验证,其结果与理论分析结果基本吻合。在此基础上,基于优化结果研制了一套磁轴承,并通过改进现有15Nms磁悬浮飞轮进行功耗测试。结果表明:振幅为10μm时,单组绕组的最优功耗为0.87W,与理论最优值0.79 W的最大误差为9%。该能量优化方法提高了磁轴承低功耗设计效率,对飞轮系统整体功耗优化具有重要意义。

论文目录

• 1 引言
• 2 磁轴承结构及工作原理
• 3 磁轴承动态模型
• 4 磁轴承能量优化
•   4.1 功耗分析
•   4.2 σ优化
•   4.3 优化结果
• 5 仿真验证与实验
•   5.1 仿真验证
•   5.2 测试实验
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘强,赵明师,韩邦成,樊亚洪,孙津济,郑世强

关键词: 永磁偏置磁轴承,能量优化,等效磁路,有限元法,偏置磁通

来源: 光学精密工程 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 机械工业

单位: 北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所,北京航空航天大学惯性技术重点实验室,北京控制工程研究所空间智能控制技术重点实验室

基金: 北京市青年拔尖人才培养资助项目(No.2017000026833ZK22),“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划资助项目(No.CIT&TCD201804034),国家自然科学基金面上项目资助(No.61573032)

分类号: TH133.3

页码: 2420-2428

总页数: 9

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