轴承在个自由度上的工作原理是样的。参考图，当轴向稳定悬浮时，磁轴承转子在永久磁铁产生的静磁场吸力下处于悬浮的中间位置，也称这个位置为参考位置。由于结构的对称性，永久磁铁产生的磁通在转子右面的气隙处和转子左面的气隙处是相等的，此时左右吸力相等。如果在此平衡位置时转子受到个向右的外扰力，转子就会偏离参考位置向右运动，造成永久磁铁产生的左右气隙的磁通变化假设径向在平衡位置，即左面的气隙增大，使永磁体产生的磁通减少，右面的气隙减少，使永磁体产生的磁通增加。根据磁场吸力与磁通的关系可得二〇〇九年六月八日星期式中分别为吸力盘左右面受到的电磁吸力分别为左右气隙处产生的合成磁通为轴向磁极的面积为空气的磁导率。在未产生控制磁通之前，由于，故。由于外扰力使转子向右运动，此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移量，控制器将这位移信号转变成控制信号，功率放大器又将此控制信号变换成控制电流，这个电流流经电磁铁线圈绕组使铁芯内产生电磁磁通，在转子左面的处由励磁磁通和永磁磁通的流向相同，与永磁磁通叠加，使气隙处总的磁通增加，即励磁磁通在右面气隙处，由于与永磁磁通的流向相反，故在气隙处的总磁通减少为。根据吸力公式和，要满足，使转子回到参考位置的条件为如果转子受到个向左的外扰力，可以用类似的方法进行分析，得到相反的结论。因此，不论转子受到向右或向左的外扰动，带位置负反馈的永磁偏置轴向磁轴承系统，其转子通过控制器控制励磁绕组中的电流，调节左右气隙磁通的大小，始终能保持转子在平衡位置。二〇〇九年六月八日星期毕业设计小结为了减小磁轴承电机的轴向长度提高临界转速缩小系统体积和提高系统的可靠性，实现磁轴承的集成化小型化，本文针对无轴承电机的种新型的永磁偏置径向轴向磁轴承进行了初步的研究，研究工作主要包括以下几个方面结合磁轴承系统与电机系统结构，总体描绘出无轴承电机的总体结构草图，继而从总体结构入手，设计无轴承电动机的主要零件结构，并附带介绍了些加工工艺。基于前章设计的磁轴承结构，阐述了磁轴承的基本工作原理，有针对性的研究了种新型永磁偏置径向轴向磁轴承的工作机理采用等效磁路法建立了该磁轴承的数学模型，并通过该磁轴承的承载力公式及相关电机设计经验公式推得设计该磁轴承结构参数设计方案，且以具体实例演示了该磁轴承参数设计的般计算过程。由于永磁偏置径向轴向磁轴承的控制系统较为复杂，尤其要提高控制转速来充分发挥这种磁轴承的优势，使得控制性的方法，种是针对无轴承异步电机和同步电机提出了个近似线性化的基于矢量变换的控制算法来实现径向悬浮力之间存在藕合。如果不采取有效地解耦措施，无轴承电机不可能稳定运行，因此电磁转矩和径向悬浮力之间解耦控制是无轴承电机的基本要求无轴承电机的控制系统的设计必须考虑因磁饱和和温度变化等因素所引轴承电机的控制系统是其核心关键技术，决定无轴承电机能否稳定可靠工作，目前制约其实用化的重要原因是控制问题。无轴承电机控制的困难在于该系统具有复杂的非线性强耦合特性，主要表现在无轴承电机的电磁转矩和成果还未进行公开报道。无轴承电机的关键技术的研究现状就无轴承交流电机研究现状来看，目前仅停留在理论和样机实验阶段，离实用化还有定的距离，但就研究初期成果所体现出来的优越性足以确信其潜在的使用价值。无大学得到了支持并正在开展无轴承交流电机无轴承片状电机等的研究。还有些单位得到了省市有关部门基金的支持，也正在研究和探索这项高新技术。目前国内已发表了多篇综述及理论仿真研究的文章，对无轴承电机的研究功率放大器驱动，最高转速达到。目前正在研究转速为无轴承片状电机。我国已经开始重视研究无轴承电机，年国家自然科学基金资助了无轴承电机的研究工作，南京航空航天大学江苏理工大学和沈阳工业士的和等人对无轴承的片状电机进行了研究，设计出的电机结构紧凑，采用光电传感器测量转子的位移，数字控制器采用的是主频为的作为单元，采用开关大力支持开展这项高新技术的研究工作。日本等人对无轴承永磁电机进行了研究，其优点是能够产生强大的悬浮力并易于控制，实验样机运行转速为瑞叠加在起，实现电机和轴承体化，这个概念最初是由瑞士于世纪年代末提出来的，在瑞士的实现了同步电机的无轴承技术之后，无轴承电机的研究引起了重视。目前瑞士日本和美国等国家都造装备的水平，特别是提高航空航天器工作性能无疑具有现实和深远意义，其研究工作越来越受到国内外科技工作者的高度重视。二〇〇九年六月八日星期无轴承电机概述无轴承电机的发展状况将磁轴承绕组和电机定子绕组叠造装备的水平，特别是提高航空航天器工作性能无疑具有现实和深远意义，其研究工作越来越受到国内外科技工作者的高度重视。二〇〇九年六月八日星期无轴承电机概述无轴承电机的发展状况将磁轴承绕组和电机定子绕组叠加在起，实现电机和轴承体化，这个概念最初是由瑞士于世纪年代末提出来的，在瑞士的实现了同步电机的无轴承技术之后，无轴承电机的研究引起了重视。目前瑞士日本和美国等国家都大力支持开展这项高新技术的研究工作。日本等人对无轴承永磁电机进行了研究，其优点是能够产生强大的悬浮力并易于控制，实验样机运行转速为瑞士的无轴承电二〇〇九年六月八日星期目录引言无轴承电机概述无轴承电机的发展状况无轴承电机的关键技术的研究现状无轴承电机的应用现状无轴承电机的特点及应用无轴承电机的研究和应用前景无轴承电机的系统机械设计转轴部件主要结构尺寸的设计主轴上零件的布置无轴承电机的主要机构设计无轴承电机主要零部件的结构设计无轴承电机磁悬浮轴承总体结构设计永磁偏置径向轴向磁轴承的总体结构设计无轴承电机的主要零件结构设计电磁轴承的定子与转子传感器支架及其基准环缸筒转轴电磁铁的设计线圈的电阻和消耗的功率辅助轴承的确定混合磁轴承的具体参数设计选取永磁材料确定工作气隙磁感应强度磁极面积的计算求定子内径二〇〇九年六月八日星期磁极面积的计算安匝数的计算匝数与电流的分配线径窗口面积的求取永久磁铁参数计算磁悬浮轴承的工作原理磁轴承的组成磁轴承的机械系统磁轴承的偏磁回路磁轴承的控制回路磁轴承的基本工作原理永磁偏置径向轴向磁轴承的基本结构和工作原理毕业设计小结参考文献致谢二〇〇九年六月八日星期引言所谓无轴承电机，并不是说不需要轴承来支承，而是不需单独设计或使用专门的机械轴承气浮或液浮轴承。无轴承电机方面保持磁轴承支承的电机系统寿命长无须润滑无机械摩擦和磨损等优点外，还有望突破更高转速和大功率的限制，拓宽了高速电机的使用范围，与磁轴承支撑的高速电机相比具有下列优点电机轴向长度可以设计得较短，临界转速可以较高，拓宽了高速电机的应用领域，特别是在体积小转速高和寿命长的应用领域另方面，在同样长度的电机转轴情况下，输出功率将比磁轴承支承的电机有大幅度提高。结构更趋简单，维修更为方便，特别是电能消耗减少。传统的磁轴承需要静态偏置电流产生电磁力来维持转子稳定悬浮，而无轴承电机不再需要。径向悬浮力的产生是基于电机定子绕组产生的磁场，径向悬浮力控制系统的功耗只有电机功耗的这些优点特别适用于航空航天等高科技领域。基于无轴承电机高品质的性能，广阔的应用前景，对提高机械工业制造装备的水平，特别是提