用于風(fēng)電機(jī)組的矩形永磁環(huán)構(gòu)成的Halbach永磁軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、Halbac h永磁軸承是利用少量永磁體產(chǎn)生強(qiáng)氣隙磁場，將轉(zhuǎn)子懸浮的一種新型高性能永磁軸承，具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、無摩擦等顯著優(yōu)勢。永磁軸承結(jié)構(gòu)的風(fēng)電機(jī)組可以避免軸承和轉(zhuǎn)子間直接接觸產(chǎn)生的摩擦損耗，降低了其啟動(dòng)風(fēng)速，進(jìn)一步挖掘了潛在風(fēng)能。因此，對(duì)具有優(yōu)越性能的矩形截面永磁環(huán)構(gòu)成的Halbach永磁軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化開展研究具有重要意義。
　　目前，這方面的研究存在的問題主要有：缺少Halbach永磁軸承安裝過程待裝磁環(huán)所受軸向磁力解析

2、模型，且在Halbach永磁軸承組裝過程中，待安裝磁環(huán)與已疊裝磁環(huán)間的磁力大小相差較大，造成安裝困難；缺少運(yùn)行時(shí)發(fā)生一定軸向偏移的Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力解析模型，且軸向磁力峰值的缺乏不利于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的軸向穩(wěn)定控制。針對(duì)第一個(gè)問題，本文基于兩個(gè)不同矩形截面永磁體磁力公式，建立了矩形截面永磁環(huán)構(gòu)成的Halbach永磁軸承轉(zhuǎn)子待裝磁環(huán)軸向磁力解析模型，并在此基礎(chǔ)上建立了Halbach轉(zhuǎn)子待裝磁環(huán)所受軸向磁力差別最小的目標(biāo)函數(shù)。針對(duì)第

3、二個(gè)問題，本文建立了Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力解析模型，并在此基礎(chǔ)上建立了Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力最大的目標(biāo)函數(shù)。采用布谷鳥搜索算法對(duì)上述兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)兩組解析模型和優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了ANSYS仿真驗(yàn)證。結(jié)論：其一，矩形截面永磁環(huán)構(gòu)成bl永ahHc的磁軸承待裝磁環(huán)所受軸向磁力解析模型、Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力解析模型和兩組磁環(huán)最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)都是正確的；采用CS算法優(yōu)化永磁軸承結(jié)構(gòu)是行之有效的。其二，待