磁力机械分析与设计方法

第1章绪论

1．1概述

1．2研究基础和现状

1．3本书的研究内容和方法

第2章磁力机械设计的基础理论体系研究

2．1磁力机械设计的基础理论体系组成

2．2磁力机械中的物理场

2．3磁力机械的电磁场理论

2．4磁力机械中的热问题

2．5磁力机械的场量数值计算方法

2．6本章小结

第3章磁力机械中的材料非线性、铁损及漏磁分析

3．1磁力机械中磁介质

3．2材料磁化特性对设计参数的影响

3．3磁力机械中的涡流损耗和磁滞损耗分析

3．4磁力机械中的漏磁场分析和计算

3．5本章小结

第4章磁力机械中电磁作用下的温度场问题

4．1磁力机械热分析目的和方法

4．2温度场分析中有关热参数的确定

4．3稳态温度场的有限元方法

4．4电磁轴承一转子系统主要部件的温度场分析

4．5本章小结

第5章磁力机械中的多场耦合分析

5．1磁力机械中的多物理场耦合效应

5．2单场内部参数耦合分析

5．3两场局部耦合分析

5．4多物理场耦合分析

5．5在磁力机械设计中考虑耦合效应

5．6本章小结

第6章场路结合并考虑耦合的磁力机械设计方法

6．1磁力机械设计的现行方法

6．2场路结合、考虑耦合的磁力机械设计方法

6．3实例滚筒磁性支承组件设计

6．4本章小结

第7章总结与展望

7．1全文工作总结

7．2本书工作的局限和后续工作展望

附录

　　本书是在作者博士论文的基础上改编而成的，书中简要回顾了磁力机械的应用和研究现状，提出了现有磁力机械设计方法中存在的局限性和不足，分析了系统研究磁力机械的场量计算和考虑多物理场间耦合效应的设计分析方法的重要意义。　　本书简要回顾了磁力机械的应用和研究现状，提出了现有磁力机械设计方法中存在的局限性和不足，分析了系统研究磁力机械的场量计算和考虑多物理场间耦合效应的设计分析方法的重要意义。　　基于场分析方法，针对常规设计方法计算电磁参数中普遍忽略的(如磁阻、漏磁、涡流和集肤效应等)、假定的(如磁性材料特性的线性化假设等)因素及有关动态问题(如转速对电磁场分布的影响)，用数值方法作了较详细的定量计算和讨论，为设计中考虑材料非线性、铁损、漏磁等因素影响提供了依据。　　对磁力机械中电磁作用下的温度场问题，讨论了现有热分析中沿用低压电器的基于牛顿散热公式的简化算法和等效热路法等方法的局限性，并在给定热源条件下，对电磁轴承一转子系统主要部件用场分析方法进行了热分析，其结果直观地给出了温度场分布和变化规律，较准确地反应了散热体各部分热量的获取和损失、热梯度、热流密度等热参数，可作为优化结构参数设计、合理布置散热形式的参考。　　在多场耦合问题中，讨论了磁力机械中多物理场耦合的现象、形式，从宏观耦合机理角度对磁力机械中多场耦合进行了分类，论述了耦合问题分析对磁力机械设计的意义和方法。将磁力机械耦合问题分为单场、两场、三场及多场局部耦合问题及复杂耦合问题分别加以讨论。在单场耦合中，讨论了结构因素引起的耦合和磁场内部的场路耦合分析方法，在两场局部耦合中，给出了电磁、机电、热电、热磁、磁场与结构场、结构与温度场等常见耦合分析方法，对三场及多场耦合问题，讨论了在可列出各场数理方程的情况下采用数值方法分析场间耦合；对不能用耦合方程明确描述的复杂耦合分析，提出了将多物理场、多过程、交互式的全局耦合问题转化为各局部耦合问题和各子系统问的耦联问题而得到求解的耦合分析方法。　　在上述分析基础上，本书建立了场路结合并考虑耦合的磁力机械设计方法，提出用“场”和“耦合”的观点指导设计过程，以改进现有磁力机械结构和电磁部分设计中依赖经验参数并被分开设计等缺陷，使结果更接近实际。最后以一个大型转子磁性支承系统为实例，说明了设计中将常规计算与场分析相结合并考虑最典型耦合效应的磁力机械结构电磁参数的设计过程和可行性。【作者简介】　　王勇，男，1969年11月生，安徽无为人。1990年石家庄铁道学院工程机械专业学士。1996年合肥工业大学机械制造专业硕士，2006年合肥工业大学机械设计专业博士，现为合肥工业大学机械与汽车工程学院原理零件教研室副教授，硕士生导师。主要从事机械设计及理论、磁力机械学等方面的研究。参与各类科研项目约20项，参编手册和著作5部，发表论文20余篇。