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原创性声明及本论文使用授权说明
第1章绪论
1.1电磁轴承的分类
1.2电磁轴承的特点
1.3电磁轴承技术的发展与应用
1.4电磁轴承技术的研究趋向
1.5论文课题的提出
1.6与本课题有关的研究工作现状
1.6.1电磁轴承磁场的计算分析
1.6.2有限元方法在电磁场分析中的应用
1.6.3电磁轴承结构优化设计
1.7论文的内容安排
第2章电磁轴承—转子系统的工作原理及数学模型
2.1引言
2.2系统的构成及其模型化
2.2.1系统的工作原理
2.2.2系统的力学方程
2.2.3系统的电学方程
2.3系统的控制
2.3.1系统模型与控制策略
2.3.2控制器
2.4建模误差分析
第3章稳恒磁场分析基础
3.1毕奥—萨伐尔定律和磁感应强度B
3.2磁场的高斯定律和安培环路定律
3.2.1磁通
3.2.2磁场的高斯定律
3.2.3安培环路定律
3.3稳恒磁场的矢量磁势
3.3.1矢量磁势A的引入
3.3.2矢量磁势A所满足的微分方程
3.4物质的磁化和非真空介质中的磁场基本方程
3.4.1磁介质的分类和磁化强度
3.4.2磁场强度H和非真空介质时磁场的基本方程
3.5稳恒磁场的边值问题
3.5.1边值问题的分类
3.5.2解的唯一性定理
3.5.3不同介质交界面上的边界条件
第4章有限元法及ANSYS程序
4.1引言
4.2有限元法基本原理
4.3有限元法在电磁轴承研究中的应用
4.4稳恒磁场的有限元法分析
4.4.1基本方程及其定解条件
4.4.2等价变分问题
4.4.3场域剖分与单元分析
4.4.4非线性代数方程组的求解
4.5 ANSYS软件介绍
4.6 ANSYS电磁场分析过程
4.6.1模型生成
4.6.2单元选择及材料定义
4.6.3施加边界条件和载荷
4.6.4网格划分
4.6.5求解及后处理
第5章电磁轴承—转子系统磁场分析
5.1引言
5.2电磁推力轴承整体磁场分析
5.2.1转轴漏磁
5.2.2机壳漏磁
5.2.3偏流输入方式的影响
5.2.4与系统其他部件的耦合
5.3电磁径向轴承的三维磁场分析
5.4系统整体耦合分析
5.5磁饱和影响
5.6小结
第6章电磁轴承磁路分析方法的改进
6.1引言
6.2磁路的基本定律
6.2.1基尔霍夫第一定律
6.2.2基尔霍夫第二定律
6.2.3欧姆定律
6.3等效网路
6.3.1漏磁对磁路的影响
6.3.2等效网路及其计算
6.4磁阻计算方法
6.4.1气隙边缘漏磁磁阻
6.4.2转轴漏磁磁阻
6.5电磁吸力的计算
6.6电磁轴承的等效网路法分析
6.6.1电磁推力轴承的等效网路
6.6.2磁阻的确定
6.6.3磁通和电磁力的计算
6.6.4与有限元法分析结果的比较
6.6.5电磁径向轴承等效网路计算原则
6.7小结
第7章电磁推力轴承的刚度非线性
7.1引言
7.2电磁轴承刚度的理论计算及其简化
7.3电磁推力轴承刚度变化的全过程
7.3.1位置刚度
7.3.2电流刚度
7.3.3原理分析
7.4非线性刚度的工程应用
7.5小结
第8章电磁轴承结构设计优化原则
8.1电磁轴承基本结构
8.1.1电磁径向轴承结构形式
8.1.2电磁推力轴承结构形式
8.2电磁轴承系统的性能指标
8.3电磁轴承结构设计的优化原则
8.3.1电磁径向轴承结构设计的优化原则
8.3.2电磁推力轴承结构设计的优化原则
8.3.3电磁轴承—转子系统结构设计的优化原则
第9章电磁轴承—转子系统的传热分析
9.1引言
9.2热量传递的三种基本方式
9.2.1导热
9.2.2对流
9.2.3热辐射
9.3导热微分方程式及定解条件
9.3.1导热微分方程式
9.3.2稳态导热问题的三类边界条件
9.4电磁轴承系统传热过程的有限元分析
9.5影响输出热流密度的因素
9.5.1工作气隙宽度δ
9.5.2热源与轴承距离l
9.5.3径向轴承控制温度tb
9.5.4转轴周围空气温度和表面传热系数h
9.6考虑散热要求的系统结构优化原则
第10章总结与展望
10.1对本论文工作的总结
10.2关于下一步研究工作的展望
参考文献
作者攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
致谢
