张 晨，张 涛，倪 伟，王晓晖

(淮阴工学院，淮安223005)

0 引 言

自法国人Darrieus 发明了达里厄风力机之后，垂直轴风力发电机因其具有结构与叶片设计简单、成本低、噪声小、无需偏航装置等优点，特别是Φ 型和H 型风力机，迅速成为水平轴风力发电机最有力的竞争者［1－2］。同时，传统风力发电机又存在着较严重的机械摩擦与磨损，并且起动风速也有待于进一步降低，而由磁悬浮轴承支承的风力发电机，根本消除了机械摩擦磨损，大大降低起动风速，增加了发电量［3－4］，扩大了风能资源的利用范围，有望取代传统风力发电机，成为解决未来能源危机最具前途的可再生清洁能源开发方案之一。目前，国内外对被动磁轴承的研究，可能重点放在新型结构设计、解析模型推导、力学特性分析以及具体工程应用等方面。文献［5］主要研究一种新型径向磁化斥力型多环嵌套的永磁轴承，结合其结构特点和线性叠加原理，推到了轴向磁力解析模型，采用有限元法验证了解析模型正确性。文献［6］设计了分段式和Halbach 阵列永磁环结构，并将其应用到高速电机中，并进行了相关静态悬浮和旋转试验，实验结果表明，两种结构都能实现稳定悬浮，转速高达16 000 r/min。文献［7］是将磁悬浮技术引入泵的转子系统上，由磁路设计原理计算出被动磁轴承的尺寸，最后，利用等效磁荷理论，分析了永磁轴承的力学性能。

本文主要研究一种轴向磁化吸力型被动磁轴承结构，在介绍其结构形式与工作原理之后，利用磁荷法推导出轴向磁力的数学模型，借助Ansoft 有限元软件和VB6.0 编成界面，完成了轴向被动磁轴承的参数设计数学模型验证和力学性能分析。……