混合磁懸浮隔振平臺徑向磁力模型研究

甘淘利，宋春生，2，丁成苗

(1.武漢理工大學(xué) 機電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北省磁懸浮工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430070)

空間實驗站為材料科學(xué)和生物科學(xué)的研究提供了微重力的環(huán)境[1]，但空間站廣泛存在的低頻微擾動對精密儀器的使用及空間站科學(xué)實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大影響[2]。隔振技術(shù)對維持空間站微重力環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要，傳統(tǒng)的被動隔振技術(shù)對高頻信號有較好的抑制作用，但對低頻擾動的控制效果不好，甚至?xí)哟笳駝拥姆担冶粍痈粽衿脚_的質(zhì)量往往比較大，不適用于空間站微重力環(huán)境的條件。磁懸浮隔振是一種主動式的隔振技術(shù)，通過產(chǎn)生主動控制的磁場，它將被隔振對象與基座隔開而不發(fā)生接觸，同時能抵消擾動力以達(dá)到隔振的目的，對低頻微振動有很好的抑制效果。

文獻(xiàn)[3]采用等效原則得到了永磁導(dǎo)軌與懸浮永磁體和懸浮電磁鐵之間的磁力解析模型，經(jīng)實驗驗證了模型的準(zhǔn)確性。文獻(xiàn)[4]基于永磁環(huán)間隙的磁能及磁導(dǎo)，通過虛功原理法，推導(dǎo)了軸向磁化的雙環(huán)永磁軸承軸向磁力的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了試驗驗證，模型計算值與實驗值較為吻合。文獻(xiàn)[5]采用磁場分割的方法，將一個典型磁路的氣隙磁場分割成數(shù)個形狀不同的磁通管，并計算了各磁通管的磁導(dǎo)，繼而得出了整個磁路的磁導(dǎo)，最后用有限元方法驗證了磁導(dǎo)計算模型的準(zhǔn)確性，為磁場模型的建立提供了有效工具。文獻(xiàn)[6]采用有限元方法建立了一種軸向混合磁懸浮軸承的磁場模型。……