用于風電機組的矩形永磁環(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)的風電機組可以避免軸承和轉(zhuǎn)子間直接接觸產(chǎn)生的摩擦損耗，降低了其啟動風速，進一步挖掘了潛在風能。因此，對具有優(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；缺少運行時發(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。針對第一個問題，本文基于兩個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函數(shù)。針對第

3、二個問題，本文建立了Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力解析模型，并在此基礎上建立了Halbach永磁轉(zhuǎn)子軸承軸向磁力最大的目標函數(shù)。采用布谷鳥搜索算法對上述兩個優(yōu)化目標進行了優(yōu)化，并對兩組解析模型和優(yōu)化結(jié)果進行了ANSYS仿真驗證。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