RadialAMB

  1. 介绍
  2. 类结构
  3. 案例
    1. Create radial active magnetic bearing (Flag=1)
  4. 参考文献

介绍

RadialAMB用于创建主动径向磁力轴承,它可调用FEMM进行仿真计算并输出磁力轴承的关键参数。

类结构

输入 input:

  • ny : 线圈匝数
  • nx : 线圈层数
  • Acu : 线圈腔面积
  • Ib : 偏置电流
  • I: 各线圈上的电流
  • x0 : 气隙
  • Rh : 外壳外半径
  • RN : 定子尺寸
  • Rc : 芯轴半径
  • R : 定子外半径
  • R0 : 定子内半径
  • b : 磁极宽度
  • l : 轴承长度
  • N : 磁极数

参数 params:

  • Mu0 :真空磁导率
  • Name : 名称
  • Meshsize: 网格尺寸
  • Material : 材料(1. 芯轴 2. 转子 3. 定子 4. 线圈 5. 壳体)
  • Lambda : 占空系数
  • J : 电流密度
  • Gap : 线圈与磁极距离

输出 output :

  • Assembly : 实体单元装配
  • SolidMesh2 : 线圈网格
  • SolidMesh1 : 定子网格
  • FEA_Force : FEMM计算中转子上的力
  • L : 磁感应
  • Ki : 参数Ki [N/A]
  • Ks : 轴承负刚度
  • Surface : 定子截面
  • Section : 轴承截面
  • Acu :线圈腔面积
  • A : 磁极面积

案例

Create radial active magnetic bearing (Flag=1)

案例来自于参考文献$^{[1]}$, 气隙设置为0.4mm, 定子内径为50mm,定子外径为100,定子和转子材料为硅钢片,外壳外径为150mm,外壳材料为304不锈钢。设置偏置电流为2A,单个线圈最大电流为10A, 计算磁轴承产生的力。

S=RMaterial('Magnetic');
mat=GetMat(S,[72,80,80,93,92]');
b=12;
x0=0.4;
inputStruct1.x0=x0;
inputStruct1.R0=50+x0;
inputStruct1.R=100;
inputStruct1.N=8;
inputStruct1.RN=100-b;
inputStruct1.b=b;
inputStruct1.l=60;
inputStruct1.Rc=30;
inputStruct1.Rh=150;
inputStruct1.I=[0,10,-10,0,0,0,0,0];
% inputStruct1.Acu=274;
% inputStruct1.I=[2,-2,2,-2,2,-2,2,-2];
inputStruct1.Ib=2;
inputStruct1.ny=12;
inputStruct1.nx=4;
paramsStruct1.J=5;
paramsStruct1.Material=mat;
paramsStruct1.Gap=0.5;
B= bearing.RadialAMB(paramsStruct1, inputStruct1);
B= B.solve();
Plot2D(B)
Plot3D(B)
B=CalMagneticField(B);
disp(B.output.FEA_Force)

建立的模型如下:

磁场分布如下:

FEMM计算得到的轴承力如下:

0.4984 781.8808

输出的3D网格包含定子和线圈,且已经通过固定接触绑定。

更改输入电流调整为偏置电流,可观察该状态下磁场分布情况。

参考文献

[1] 磁力轴承的基础理论和应用

[2] https://www.femm.info/wiki/HomePage


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