郝 龙, 杨金福, 唐长亮， 韩东江, 雷 欢

(中国科学院 工程热物理研究所，北京 100190)

高速永磁电机为微小型高速旋转机械以及高速电动设备的关键技术，其采用永磁材料励磁，省去了励磁电源及励磁绕组，具有结构轻便、转速高、功率密度大等优点，在微型燃气轮机等先进动力设备中具有广泛的应用[1-2]。

高速永磁电机通常采用空气轴承支承，额定工况运行时，转子转速高达几万转至十几万转[3]。因为空气轴承具有承载力低、阻尼小等特性，使得永磁电机轴系在高转速下受到不平衡外力易出现失稳、碰摩等影响设备安全运行的工况[4-5]。因为加工精度、安装误差以及变工况运行等产生的不平衡磁拉力会对电机轴系稳定运行产生一定的影响，针对不平衡磁拉力对轴系动力学特性的影响，广大学者开展了广泛的研究。岳二团等[6]对考虑初始静偏心及振动偏心同时存在时，不平衡磁拉力对高速永磁电机的影响进行了数值模拟分析。Kim等[7-8]对永磁电机偏心气隙磁场进行求解，并基于此对转子表面的Maxwell应力进行积分求解得到了磁拉力解析式。Guo等[9]对电机的不平衡磁拉力以及三相电机转子在不平衡磁拉力作用下的动力学特性开展了计算。王天煜等[10-11]对考虑不平衡磁拉力以及离心力作用下高速永磁电机轴系的非线性不平衡响应进行了分析。徐学平等[12]对考虑动、静载荷作用下受到不平衡磁拉力、静载荷、不平衡质量激振力作用的转子系统的动力学特性进行了分析。……