多孔质静压径向气磁轴承结构设计及静态特性分析
2021-07-30白文鑫
机械工程与自动化 2021年4期
关键词:承载力
刁 星,张 帆,白文鑫,曾 励
(扬州大学 机械工程学院,江苏 扬州 225127)
0 引言
随着磁悬浮技术的迅速发展,技术逐渐成熟的同时缺陷也越来越明显,即承载能力低、刚度性能差。而气悬浮的承载能力及刚度特性优势明显,适合应用于大负载、高精度的电机领域,因此将两种支承技术相结合的轴承方案一直是高速电机支承技术研究的重点[1,2]。
1 多孔质静压径向气磁轴承结构及工作原理
多孔质静压径向气磁轴承由多孔质静压气体轴承和电磁轴承组成,其结构形式如图1所示。其中电磁轴承为了尽可能地减少磁滞损耗以及涡流效应,采用了硅钢片冲压叠装,之后安装通气管道并在轴承两端安装挡板以保证气磁轴承内部具有较好的密封性。径向气磁轴承具体参数见表1。

表1 径向气磁轴承具体参数

1-气磁轴承外圈;2-挡板;3-硅钢片;4-通气管道;5-电磁轴承线圈;6-弹性挡板;7-多孔质材料;8-螺钉
多孔质静压径向气磁轴承工作原理如图2所示。气体通过轴承气体腔室进入轴承与转子之间,然后向外流动到轴承边界降为环境压力,轴承与转子之间会产生一层具有承载能力的气膜,将转子支承起来;电磁轴承则通过线圈产生电磁力作用于转子,其电磁力大小由通电线圈中的电流决定;位置传感器检测转子系统产生的偏移量,通过控制器、功率放大器等控制元件调节电流大小,实现转子系统的反馈控制调节[3]。

图2 多孔质静压径向气磁轴承工作原理
