轴向力偏转五自由度永磁偏置磁轴承及磁路解耦设计

为了提高空间用磁悬浮飞轮输出偏转力矩的能力和精度，提出一种利用轴向力控制转子径向偏转的五自由度永磁偏置磁轴承(permanent-magnet-biasedmagneticbearingwithfivedegreesoffreedom，5-DOF-PMB)，有效减小了飞轮体积和转子轴向长度，提高了系统的集成度，改善了转子系统的固有模态和稳定性。有限元仿真表明，按照角动量为15N×m×s飞轮的要求设计的轴向力偏转5-DOF-PMB可同时满足各自由度负载的要求。为了提高转子径向大偏移时主动振动的控制精度，进一步对轴向力偏转5-DOF-PMB径向通道进行了磁路解耦设计。等效磁路分析与有限元仿真表明，经磁路解耦的5-DOF-PMB径向通道间磁路耦合程度削弱了2个数量级。最后从等效磁路和结构设计角度，对永磁偏置磁轴承的磁路解耦设计方法进行了归纳和总结。