摘要：与传统轴承相比,永磁轴承具有无摩擦磨损、高转速等优点,其低损耗和无环境污染等特点也十分契合“低碳环保”的时代主题,因此在一些高速和精度较高的场合下得到广泛应用。首先,根据支承方式,对径向、轴向以及堆叠结构永磁轴承的结构形式进行了介绍,通过永磁环产生的吸力或斥力分析了各类永磁轴承的工作原理;其次,介绍了磁路法、有限元法等永磁轴承磁力计算方法并详细阐述了等效磁荷法的求解过程;然后,对永磁轴承实际应用中结构参数的选择进行了讨论并介绍了永磁轴承在储能飞轮、风力发电机、人工心脏泵以及其他机械领域的应用现状;最后,从实际应用、生产制造等方面对永磁轴承的发展进行展望。

摘要：基于Halbach阵列的永磁轴承能有效地增强永磁轴承的承载能力,具有广阔的应用前景。但目前关于Halbach阵列的永磁轴承的理论模型研究并不完善,缺少任意角度连续磁化的Halbach阵列永磁轴承的解析模型和设计方法,限制了其应用。研究针对Halbach阵列的永磁轴承,利用标量磁位的模型建立了永磁体阵列的磁场分布模型,在此基础上基于虚位移法建立了永磁轴承的承载力模型和支承刚度模型,并对永磁轴承的最大承载力和支承刚度特性展开了研究,给出了永磁轴承设计过程中的参考因素。最后利用有限元分析软件对所建立的理论模型和提出的结论进行了验证,取得了较好的效果。

摘要：轴向刚度分析是永磁轴承设计过程中的重要环节,现有的几类模型计算结果与实测结果存在一定的误差。使用基于分子电流法分析计算轴向永磁轴承的轴向刚度时,由于分子电流法在计算轴向力时需要求解四重积分,计算周期长,甚至不能获得解析解,因此采用蒙特卡罗算法来近似计算轴承的轴向力,使求解过程简单化。通过与有限元法数值解进行比较表明,分子电流法建模可较准确地分析轴向永磁轴承轴向刚度,运用蒙特卡罗算法求解方程,突破了分子电流法难以工程应用的技术难题。

摘要：为了解决径向磁化双环永磁轴承轴向磁力偏小的问题,设计了径向磁化多环嵌套永磁轴承新结构。基于磁路及虚功原理法,结合径向磁化多环嵌套永磁轴承结构特点及线性叠加原理,建立了径向磁化多环嵌套永磁轴承轴向磁力解析模型。模型表明:径向磁化多环嵌套永磁轴承轴向磁力与磁环剩磁平方成正比,磁力随磁环间隙的增大而减小,随磁环数的增大而增大;在正常轴向工作范围内,轴向磁力随轴承轴向偏移的增大而增大。模型计算结果与有限元计算结果基本吻合。对比计算说明:径向磁化多环嵌套永磁轴承轴向磁力远大于由原多嵌套磁环所构成的若干双环永磁轴承轴向磁力之和。

摘要：基于分析一对永磁环间隙的磁能及磁导,根据具有线性退磁曲线的稀土永磁材料特性和磁通连续原理,通过虚功原理法,得到轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力解析数学模型。模型表明:轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比,近似与磁环的平均半径及磁环径向宽度成正比;轴向磁力随磁环轴向长度的增大而增大,随磁环轴向间隙、径向偏心及磁环相对磁导率的增大而减小。经验证,模型计算值和实验值基本吻合。该模型显式表达了轴向磁力与各参量间的关系,使得永磁轴承设计和优化简便易行,解决了轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力数值计算复杂的问题。

摘要：为了提高永磁轴承承载力,设计了大外径多环嵌套永磁轴承结构。基于与实验吻合的径向磁化双环永磁轴承轴向磁力数学模型,结合大外径多环嵌套永磁轴承结构特点及线性叠加原理,建立了径向磁化大外径多环嵌套永磁轴承轴向磁力解析模型。分析表明:该型永磁轴承轴向磁力与磁环剩磁的平方成正比;磁力随磁环间隙的增大而减小,随磁环数、磁路总磁导的增大而增大;在正常轴向工作范围内,轴向磁力随轴承轴向偏移的增大而增大。该型永磁轴承充分利用了磁环两个极面,产生磁力的磁环间隙数增加,故轴向磁力明显增大。实验及有限元计算验证了该解析模型的正确性。

摘要：飞轮储能轴系采用非接触磁轴承,卸载轴系80%~90%重量,以降低下支承磨损和功耗。提出铠装钕铁硼永磁轴承设计方法,并应用于400 k W飞轮储能工程样机的磁轴承设计。该设计构型简单,单磁环被包在磁轭中,转子部分无永磁材料,规避振动和散热问题。磁环采用扇形磁瓦拼接,可满足大卸载力需求,其磁场不均匀性对轴向卸载力影响可忽略。工作间隙附近,轴承吸力与间隙大小关系近似线性化。工作间隙中磁轭面积约是磁环面积2倍时,轴承获得最大吸力。高效设计流程方法使磁环体积减少24.4%。给出了不同转速下的轴承最大卸载力设计参数。

摘要：为降低风力发电机的启动风速,从支承技术角度对1 k W立式风力发电机用永磁轴承结构设计及其力学性能进行了研究。对设计的永磁轴承进行了加工和装配,通过加载试验验证了理论分析的准确性,探索了永磁轴承的工业应用。结果表明:该轴承扩大了适应风场的区域,永磁轴承支承的风力发电机的转速及发电量明显高于滚动轴承支承的风力发电机。

摘要：在简化磁体模型的基础上,研究了两个同心永磁环构成的径向永磁轴承在轴向偏移时磁力和刚度的计算方法,通过提高永磁轴承刚度的方法导出径向永磁轴承最优结构尺寸。从理论上阐述了在设计过程中如何确定径向永磁轴承的高度及截面尺寸,达到节省永磁材料、减小轴承尺寸的目的。

摘要：针对轿车覆盖件高速离心喷涂涡轮机的开发 ,设计了一种新型的双环径向永磁轴承 ,建立了力学模型 ,提出了一种磁力和刚度的计算方法 ,并进行了模拟仿真和实验验证 。