针对柱面洛伦兹力磁轴承(LFMB)偏角有限导致磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)力矩输出持续时间短和气隙磁密均匀度低影响控制敏感精度的突出问题,提出了一种高精度球面LFMB设计与分析方法.所设计的LFMB转子球面导磁套和定子球面绕组均与双球面陀螺转子同球心,气隙呈球壳状,保证转子偏转时定子绕组两侧气隙宽度不变,相较于柱面LFMB,转子可偏转角度由±0.6°扩大到±2°.利用等效磁路法推导了柱面与球面LFMB气隙磁密的数学解析模型,并基于ANSYS命令流构建了柱面与球面LFMB的有限元仿真模型.仿真结果表明:在转子可偏转范围内,沿偏转中心线,球面LFMB最大磁密较柱面下降了34.1％;当转子不偏转时,球面LFMB绕组截面内的磁密均匀度较柱面提高了11.6％;当转子偏转时,球面LFMB绕组截面内的磁密均匀度较柱面提高了17.7％.所提方法为磁悬浮控制敏感陀螺控制与敏感性能的提升奠定了基础.

磁悬浮控制敏感陀螺;球面洛伦兹力磁轴承;磁密均匀度;等效磁路法;有限元分析

航天工程大学 研究生院, 北京 101416;航天工程大学 宇航科学与技术系, 北京 101416;北京控制工程研究所, 北京 100190;中国人民解放军 63961 部队, 北京 100020

[1]傅百恒;王卫杰;王元钦;樊亚洪;聂辰;贾海鹏-.高精度球面洛伦兹力磁轴承设计与分析)[J].北京航空航天大学学报,2022(11):2222-2229

球面洛伦兹力磁轴承,LFMB,磁悬浮控制敏感陀螺,MSCSG,磁密均匀度

轴承设计,设计与分析,柱面,偏角,力矩,气隙磁密,低影响,转子,导磁,球心,球壳,定子绕组,偏转角度,等效磁路法,数学解析模型,命令,有限元仿真,中心线,不偏,敏感性能

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