在轴承世界中,有许多不同类型的选择。对于某些应用,磁性轴承在几个方面都胜过其机械同行。为了了解轴承的性能,使用仿真工具计算设计参数是一个好主意。

磁轴承:轴向永久磁铁轴承
使用永久磁铁的轴向磁轴承。轴向和径向方向分别由z和r轴表示。永久磁体的磁化方向显示为黑色箭头。

何时使用磁性轴承

如果您希望机器的一部分支持另一部分,并且仍然允许旋转或线性移动,则需要使用所谓的轴承。轴承可以是机械或磁性的,并且这两种类别也有许多不同的类别,包括普通,流体,弯曲等。在磁轴承的情况下,当然,载荷是由A(您猜到)磁场承载的。

换句话说,磁性轴承通过磁悬浮支撑负载。出于效率和安全原因,减少摩擦很重要,因此您可以想象,在没有身体接触的情况下提供负载支持是非常有益的。磁性轴承以非常低的摩擦和机械磨损的形式运行,同时也支持几乎无限的速度(磁轴承没有已知的最大相对速度!)。许多磁性轴承使用永久磁铁来承载静电载荷,因此被称为“永久磁铁轴承”。永久磁铁(PM)轴承用于多种机械,包括发电机,泵,飞轮储能系统等。PM轴承的使用在飞轮存储系统中尤其有益,因为它们可以在不润滑的情况下运行,这是理想的性状,考虑到轴承在这种情况下是在真空中运行的。

模拟永久磁铁轴承

正如轴承的不同类型一样,这些动作也可以表现出来:轴向旋转,球形旋转,线性运动或铰链运动。同样,结合轴承的目的将决定最合适的运动。对于那些有兴趣计算轴向PM轴承设计参数的人,我们在模型库中有一个很好的模型,向您展示了如何做到这一点。该模型计算重要的设计参数,例如磁力(径向和轴向)和刚度,刚度是Z方向中轴向位移的函数。

轴向磁刚度系数 PM轴承的3D模型
轴向磁力相对于轴向位移的敏感性。该图的负是轴向磁性刚度系数。 PM轴承:3D模型,描绘了8 mm轴向位移处的磁通量密度标准。

感兴趣?完整的模型文档提供了有关如何创建此模型的说明。查看使用永久磁铁的轴向磁轴承进入模型库。

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评论(2)

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亚当·克林斯特(Adam Klingest)
亚当·克林斯特(Adam Klingest)
2014年7月6日

非常好。
轴向磁性轴承教程很棒,但是我想在3D中制作一个类似的模型,以便在轴承在径向轴上移位时可以计算力。但是,当我试图计算磁铁的刚度时,我似乎无法应用与教程中相同的方法。我以与教程中的方式相同的方式使用敏感性和变形的几何形状物理学,但是计算不会收敛。您是否知道如何在3D中使用类似模型计算刚度?

问候
亚当

Nirmal Paudel
Nirmal Paudel
2016年4月18日

嗨,亚当,

以下博客文章讨论了3D中的磁性刚度计算。它还包括示例模型文件以供您参考。
//www.dvdachetez.com/blogs/modeling-magnetic-bearings-in-comsol-multiphysics/

希望这将有用。

此致,
Nirmal

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