文档介绍：学科分类号:080804 论文编号:1028703 14-S111 硕士学位论文轴向磁轴承的拓扑结构及参数优化设计研究生姓名邹望蠡学科、专业电力电子与电力传动研究方向磁悬浮轴承设计指导教师王晓琳教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一四年三月万方数据 NanjingUniversity of Aeronautics and Astronautics The GraduateSchool College of Automation Engineering Topology designand Parameter Optimization ic Bearing A Thesis in Electrical Engineering by Zou Wangli Advised by Professor Wang Xiaolin Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March, 2014 万方数据承诺书本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名:__________ 日期:__________ 万方数据南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘要轴向磁悬浮轴承分为被动型、主动型和混合型三种,常用于高速电机领域,本文主要针对轴向磁轴承进行了拓扑结构和参数优化设计方面的研究。首先分析了各类轴向磁悬浮轴承产生悬浮力的本质。根据磁路的分布情况对轴向磁轴承进行了拓扑分类,并依据等效磁路分析法研究了其结构设计方法,其中主要分析了混合型轴向磁轴承各种结构的优缺点。同时,在此基础上提出了新结构永磁轴向磁轴承和单边混合型轴向磁轴承拓扑结构。基于气隙磁场的核心约束条件,以动静态承载力、刚度等磁轴承动态性能指标为目标函数对永磁轴向磁轴承和混合型轴向磁轴承分别进行参数设计。设计结果符合性能指标,参数设计过程中数学模型目标更加明确,提高了设计效率。另外,针对单边混合型轴向磁轴承其系统功率放大器电压的限制和温升限制,从供电电压和温升的角度建立混合型轴向磁轴承优化设计的模型。并用非线性有约束最优化算法序贯加权因子法(SWIFT)对参数进行了优化。最后,基于立式无刷直流电机设计轴向磁轴承性能验证实验平台。对永磁轴向磁轴承的静态刚度特性进行测试并提出位移传感器误差的离线矫正方法,验证永磁体失磁对磁轴承刚度性能的影响。关键词:轴向磁悬浮轴承,拓扑结构分类,参数设计,序贯加权因子万方数据轴向磁轴承的拓扑结构及参数优化设计 ii Abstract Axial ic bearings are divided into three types:passive,active,and hybrid, commonly used in the high speedmotor field. This papermainly discusses topologicalstructure and optimal designof icbearing. Firstly, it analyses the essenceof generating levitating force of axial icbearings. According to the distribution ic path, axial icbearings are classified topologically. And based on the equivalent ic path,structure design discussing the advantages and disadvantages ofvariousstructures of hybridaxial icbearings, it puts forward a new structural permanent icaxial ic bearing and a unilateralhybrid axial ic bearing structure.