儲能飛輪用永磁軸承設(shè)計與力學(xué)特性分析.pdf

1、永磁軸承是一種非接觸式磁軸承，具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)速高、功耗低、壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)，在儲能飛輪系統(tǒng)中得到應(yīng)用。目前，為了追求大軸向承載能力或大徑向剛度，儲能飛輪用永磁軸承的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，然而，儲能飛輪用永磁軸承的力學(xué)性能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計還不夠成熟。本文主要是以飛輪本體為軸承轉(zhuǎn)子，為儲能飛輪系統(tǒng)設(shè)計一種專用永磁軸承。以提高永磁軸承軸向承載力和徑向剛度為目標(biāo)，對永磁軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并開展相關(guān)的試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)單

2、磁環(huán)永磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)性能分析。建立了單磁環(huán)永磁軸承的有限元模型，分析了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對軸承承載力性能的影響，將單磁環(huán)永磁軸承與傳統(tǒng)永磁軸承進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:單磁環(huán)永磁軸承以飛輪本體為轉(zhuǎn)子，有效地簡化了軸承結(jié)構(gòu);當(dāng)磁環(huán)截面為正方形，輔助安裝軟鐵環(huán)厚度為磁環(huán)厚度的1/2時，單磁環(huán)永磁軸承軸向力達(dá)到最大。
　　(2)雙磁環(huán)永磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)性能分析。建立了雙磁環(huán)永磁軸承的有限元模型，分析了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對軸承承載力性能的影

3、響，將雙磁環(huán)永磁軸承與單磁環(huán)永磁軸承的力學(xué)性能進(jìn)行了比較與分析。結(jié)果表明:當(dāng)內(nèi)外磁環(huán)端面面積比為1，內(nèi)外磁環(huán)厚度比為1，輔助安裝軟鐵環(huán)厚度為磁環(huán)厚度的1/2時，單磁環(huán)永磁軸承軸向力達(dá)到最大。與單磁環(huán)永磁軸承相比，雙磁環(huán)永磁軸承能夠提供更大的軸向力和徑向力。
　　(3)永磁軸承力學(xué)性能試驗(yàn)研究。研制了永磁軸承力學(xué)性能測試裝置，對雙磁環(huán)永磁軸承力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得到了永磁軸承軸向力隨軸向氣隙變化的關(guān)系以及徑向力隨徑向偏移變化的關(guān)