磁力轴承电磁场的相关理论及其实验研究

1 引言

1.1 磁力轴承概述

1.2 磁力轴承电磁场的研究目的和意义

1.3 国内外发展概况

1.4 磁力轴承电磁场研究的项目支撑与主要工作

2 磁力轴承电磁场理论基础

2.1 磁力轴承电磁场方程组

2.2 磁力轴承电磁场的势函数方程

2.3 磁力轴承电磁场边值问题求解

2.4 本章小结

3 磁力轴承静态电磁场分析

3.1 磁力轴承三维静态电磁场有限元计算

3.2 磁力轴承静态电磁场非线性因素分析

3.3 本章小结

4 磁力轴承静态电磁场测量

4.1 径向磁力轴承静态电磁场测量平台

4.2 测量方法和步骤

4.3 径向磁力轴承静态电磁场测量结果

4.4 实验数据对有限元模型的修正

4.5 本章小结

5 磁力轴承旋转电磁场分析

5.1 旋转电磁场有限元计算

5.2 旋转电磁场解析解

5.3 旋转电磁场有限元解与解析解比较

5.4 本章小结

6 基于光纤光栅的磁力轴承磁场传感机制和测量系统

6.1 光纤布喇格光栅传感原理

6.2 基于FBG的磁力轴承磁场测量原理

6.3 FBG磁场传感装置应变分析

6.4 磁力轴承FBG气隙磁通密度在线测量系统

6.5 本章小结

7 基于FBG的磁力轴承气隙磁通密度测量

7.1 实验项目（a）：气隙磁通密度静态测量

7.2 实验项目（b）：不同转速条件下的气隙磁通密度测量

7.3 本章小结

8 总结与展望

8.1 总结

8.2 磁力轴承电磁场研究展望

参考文献

磁力轴承利用电磁力将被支承件稳定悬浮在空间，消除了支承件与被支承件之间的机械接触，与传统轴承（滚动或滑动轴承）相比具有无磨损、无需润滑、高转速、长寿命和支承特性可控可调等独特性能优势。磁场是磁力轴承实现磁悬浮的物理介质，其分布规律和特征从本质上决定了磁力轴承的整体性能。本书以8极径向磁力轴承为例，对转子静态悬浮和旋转两种典型运行状态，进行了电磁场有限元分析；构建了径向磁力轴承静态电磁场测量平台，测量了径向磁力轴承实验装置的静态磁通密度分布；为解决磁力轴承气隙磁场的在线测量问题，提出将光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）应用于气隙磁通密度测量，设计开发了FBG磁场传感装置，构建了磁力轴承FBG气隙磁通密度在线测量系统；在转子静止和旋转两种状态下，使用FBG磁场传感装置测量了不同线圈电流、不同气隙和不同转速条件下的磁力轴承气隙磁通密度，测量结果达到了一定的准确性。