5.1.2 实验平台的介绍 ........................... 52
第 5 章 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的实验研究
5.1 实验介绍
5.1.1 十二极异极径向混合磁悬浮轴承测试台的组成
十二极异极径向混合磁悬浮轴承测试台的实物图如图 5.1 所示，由定子、转子铁心、霍尔传感器、涨紧套、转轴、永磁体、控制绕组、定子支撑、转子支撑和底座等构成。其中定子镶嵌在定子支撑中，并且通过旋转螺杆上的螺母实现定子在垂直方向上的运动。而转子通过涨紧套与转轴连接，并固定在转子支撑上。此外为了减少磁场间的相互干扰，定子支撑和底座均采用非导磁材料铝合金制成，转轴则采用 45 号钢制成。
(a) 十二极异极径向混合磁悬浮轴承正面图
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第 6 章 总结与展望
6.1 本文主要工作与创新点
本文主要工作是结合理论分析、有限元仿真分析、Magnet-Simulink 联合仿真分析与实验分析对十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构参数设计、电磁场分析、耦合、支承特性、功耗以及结构动刚度展开了研究，主要的工作内容概述如下：
1.提出了一种十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构，并且基于等效磁路法建立了十二极异极径向混合磁悬浮轴承的等效磁路模型，继而推导出了电磁力-电流/位移的数学关系式，并通过有限元仿真分析验证了数学关系式的正确性。其次基于等效磁路分析法，以承载力为目标对十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构参数进行了设计，并通过有限元仿真分析验证了所设计结构参数的合理性。
2.通过有限元分析开展了对十二极异极径向混合磁悬浮轴承的在控制绕组电流与转子位移变化时的耦合情况研究，并与八极异极径向混合磁悬浮轴承进行了对比。仿真结果表明，十二极异极径向磁悬浮轴承相比于八极异极径向混合磁悬浮轴承具有耦合较小的优点。
3.介绍了一种 Magnet-Simulink 联合仿真的方法，将所设计的十二极异极径向混合磁悬浮轴承导入进 Simulink 中，通过 Magnet 与 Simulink 两个软件实时数据交换实现对十二极异极径向混合磁悬浮轴承中控制绕组电流电压、控制绕组电磁力、转子速度、转子位移等参数的实时监测，并与八极异极径向混合磁悬浮轴承进行对比。通过 Magnet-Simulink 联合仿真的方法验证了十二极异极径向混合磁悬浮轴承相比于八极异极径向混合电磁轴承，结构动刚度更大、功耗更低、悬浮特性与支撑特性更加良好。
4.搭建了十二极异极径向混合磁悬浮轴承测试台，并开展了对十二极异极径向混合磁悬浮轴承分别在控制绕组电流变化与转子位移时，定子磁极对应的气隙中磁通密度的变化与磁极间耦合情况的实验研究。通过实验证明了，十二极异极径向混合磁悬浮轴承在控制绕组电流变化和转子位移变化时，其电流-气隙中磁感应强度、位移-气隙中磁感应强度线性度良好，并且磁极间耦合较小。
参考文献（略）
