论文部分内容阅读
利用磁悬浮轴承和开关磁阻电机定子结构的相似性,将两者集成化所构成的新型电机一磁悬浮开关磁阻电机,不仅具备开关磁阻电机和磁悬浮轴承的优点,同时具有轴向利用率高、体积小、功耗低的特点,因此,开展磁悬浮开关磁阻电机的研究,对推动磁悬浮电机应用于数控机床、工业机器人、航空航天和特种电气传动等高技术领域,提高我国经济实力,具有重要现实意义。
正是由于磁悬浮开关磁阻电机这些优点,在国家自然科学基金资助下,本课题展开了对磁悬浮开关磁阻电机基本结构和电磁力的研究。
本文首先在分析比较各种磁悬浮开关磁阻电机结构可实现的一般形式基础上,设计了实验用的磁悬浮开关磁阻电机的机械结构系统;其次对磁悬浮开关磁阻电机的基本运行原理进行了研究,包括开关磁阻电机的工作原理、数学模型、运行特性以及控制模式的分析;结合磁悬浮开关磁阻电机中的麦克斯韦力、洛伦兹力分析了磁悬浮开关磁阻电机中径向力的产生机理及绕组结构。然后分析了轴向磁轴承、径向一轴向磁轴承的电磁理论,包括其工作原理、磁路和电磁力的计算以及在平衡位置承载能力计算;接着从虚位移法的角度深入研究了磁悬浮开关磁阻电机电磁径向力的数学模型;最后利用有限元方法对磁悬浮开关磁阻电机的磁场进行了分析,在此基础上利用美国Ansoft/Maxwell2D有限元软件对本课题组的实验样机进行了电磁径向力的数值计算和磁场仿真研究,为磁悬浮开关磁阻电机进一步的理论研究打下基础。