用于風電機組的矩形永磁環(huán)構成的Halbach永磁軸承結構優(yōu)化.pdf

1、Halbac h永磁軸承是利用少量永磁體產生強氣隙磁場，將轉子懸浮的一種新型高性能永磁軸承，具有工作可靠、結構簡單、無摩擦等顯著優(yōu)勢。永磁軸承結構的風電機組可以避免軸承和轉子間直接接觸產生的摩擦損耗，降低了其啟動風速，進一步挖掘了潛在風能。因此，對具有優(yōu)越性能的矩形截面永磁環(huán)構成的Halbach永磁軸承結構優(yōu)化開展研究具有重要意義。
　　目前，這方面的研究存在的問題主要有：缺少Halbach永磁軸承安裝過程待裝磁環(huán)所受軸向磁力解析

2、模型，且在Halbach永磁軸承組裝過程中，待安裝磁環(huán)與已疊裝磁環(huán)間的磁力大小相差較大，造成安裝困難；缺少運行時發(fā)生一定軸向偏移的Halbach永磁轉子軸承軸向磁力解析模型，且軸向磁力峰值的缺乏不利于轉子系統(tǒng)的軸向穩(wěn)定控制。針對第一個問題，本文基于兩個不同矩形截面永磁體磁力公式，建立了矩形截面永磁環(huán)構成的Halbach永磁軸承轉子待裝磁環(huán)軸向磁力解析模型，并在此基礎上建立了Halbach轉子待裝磁環(huán)所受軸向磁力差別最小的目標函數。針對第

3、二個問題，本文建立了Halbach永磁轉子軸承軸向磁力解析模型，并在此基礎上建立了Halbach永磁轉子軸承軸向磁力最大的目標函數。采用布谷鳥搜索算法對上述兩個優(yōu)化目標進行了優(yōu)化，并對兩組解析模型和優(yōu)化結果進行了ANSYS仿真驗證。結論：其一，矩形截面永磁環(huán)構成bl永ahHc的磁軸承待裝磁環(huán)所受軸向磁力解析模型、Halbach永磁轉子軸承軸向磁力解析模型和兩組磁環(huán)最優(yōu)結構參數都是正確的；采用CS算法優(yōu)化永磁軸承結構是行之有效的。其二，待