一种永磁偏置轴向磁轴承的设计方法

摘要

一种永磁偏置轴向磁轴承的设计方法，该方法以轴向磁轴承的位移刚度为出发点，以最大承载力、饱和磁密、槽满率为约束条件进行磁轴承设计，与现有的以永磁体最佳工作点为目标的轴向磁轴承设计方法相比，该方法更有利于磁轴承的控制，并且得到的永磁体大小更加合理，该方法准确度高，简单可行，其设计思想可用于各类永磁偏置轴向磁轴承的设计。

主权项

1、一种永磁偏置轴向磁轴承的设计方法，其特征在于：该方法基于首先确定磁轴承的位移刚度Kx，其具体步骤如下：(1)首先设定磁轴承的位移刚度Kx、转子转速n、气隙长度δ、第二气隙长度δ1、漏磁系数σ、最大承载力Fmax、静态悬浮电流i以及铁心的饱和磁密Bs；(2)根据转子转速n和材料强度确定推力盘内径Dt2，考虑到气隙边缘效应确定轴向磁轴承内导磁环内径Dnn；(3)令轴向磁轴承内导磁环截面积与外导磁环截面积相等，根据最大承载力Fmax和饱和磁密Bs确定该截面积A；(4)计算内导磁环外径Dnw，也即永磁体外径Dpm1；(5)根据气隙长度δ确定永磁体轴向长度hpm、导磁轭厚度h以及槽口宽度Lc；(6)根据位移刚度Kx以及转子重力G确定电流刚度Ki，由电流密度J以及静态悬浮电流i确定线圈直径dc；(7)由位移刚度Kx计算永磁体内径Dpm2；(8)根据槽满率要求确定外导磁环内径Dwn，再由外导磁环截面积A计算外导磁环外径Dww，考虑到气隙的边缘效应确定推力盘外径Dt1；(9)由电流刚度Ki确定线圈匝数N；(10)由磁路各部分磁密相等原则，确定轴承体长度L以及推力盘轴向长度Lt。