毕业论文--混合型轴向磁悬浮轴承的参数设计与优化

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1、南京工业大学本科生毕业设计（论文）混合型轴向磁悬浮轴承的参数设计与优化摘要混合型磁悬浮轴承采用永磁材料建立偏置磁场，能够有效降低功率损耗，在航空航天、能量存储、能量转换等对功率损耗要求较高的领域有着不可替代的优势，是磁悬浮轴承技术发展的一个重要方向。本文立足于混合型磁悬浮轴承的基本特点，对混合型磁悬浮轴承的分类体系、拓扑结构、参数设计与优化、磁场分析以及系统设计等方面进行了研究。以等效磁路法为基础，对混合型磁悬浮轴承参数的设计进行了研究。提出了以总磁通量计算为基础的参数设计方法，提高了参数设计的优化程度。在对其拓扑结构与磁场分布进行分析的基础上，以最

2、大悬浮力为设计目标，以软磁材料内部磁场不饱和为约束条件，以体积最小为优化目标，推导出了其软磁材料、永磁材料及控制绕组的参数设计与优化公式，并以MATLAB为基础开发出了界面友好，操作简单的混合型磁悬浮轴承参数设计与优化软件。关键词：混合型磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承，等效磁路，参数优化设计37南京工业大学本科生毕业设计（论文）OptimizationandParameterDesignofanHybridAxialMagneticBearingAbstractThebiasmagneticfieldsofhybridmagneticbearings(H

3、MBs)arecreatedbypermanentmagnetssothatthepowerconsumptionofmagneticbearingscanbereducedeffectively.HMBshaveirreplaceableadvantagesinthosefieldsthathavehighdemandsonpowerconsumption,suchasaeronauticsandastronautics,energystorageandenergyconversionetc.Hybridmagneticbearingisanimp

4、ortantdevelopmentdirectioninmagneticbearingtechnology.ThisdissertationisfootedinthebasiccharacteristicsofHMBsandresearchesonsomeaspectsofHMBs,suchasclassificationsystem,topologicalstructure,parameterdesignandoptimization,magneticfieldanalysisandsystemdesign.Basedontheequivalent

5、magneticcircuitmethod,parametersdesignmethodisstudied.Adesignmethodbasedontotalmagneticfluxcalculationispresentedtoimprovetheoptimizationdegreeofparameters.Basedonanalyzingthetopologicalstructuresandmagneticfieldsdistribution,theparametersdesignandoptimizationformulasofsoftmagn

6、eticmaterialcomponents,permanentmagnetcomponentsandwindingsarederived.ThedesigngoalismaximumbearingforceofHMBs,theconstraintconditionisunsaturatedfluxdensityinsoftmagneticmaterialandtheoptimizationobjectisminimumvolume.BasedonMATLAB,thedesignandoptimizationsoftwaresaredeveloped

7、whichhaveafriendlyinterfaceandasimpleoperation.Keywords:hybridmagneticbearing，axialmagneticbearing，equivalentfluxpath，parameteroptimizationdesign37南京工业大学本科生毕业设计（论文）目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1磁悬浮轴承的研究背景11.2磁悬浮轴承的研究现状与展望41.2.1国外的发展水平41.2.2国内的研究现状51.2.3磁悬浮轴承的发展趋势71.3课题的研究意义与本文内容安排10第

8、二章混合型轴向磁悬浮轴承的工作原理与结构122.1磁悬浮轴承系统的组成与工作原理122.2混合型轴向磁悬浮轴