ISSN1000 3762 CN41 1148/TH
轴承2016年10期 Bearing 2016, No. 10
高速永磁同步电动机用电磁－气体箔片混合
轴承设计樊登柱"，徐凡2
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(1.南通职业大学汽车与交通工程学院，江苏南通226007;2.西安交通大学机械工程学院，西安710049) 摘要：根据高速电动机及其轴承的设计要求，提出了电磁-气体箔片混合轴承总体设计，计算了混合轴承的承载力，分析了混合轴承的具体结构及性能，经有限元分析证明，在设计转速范围内轴承-转子系统能够安全工作。
关键词：电磁-气体箔片轴承；结构设计：性能分析；有限元方法
中图分类号：TH133.35：TM341
文献标志码：A
文章编号：10003762(2016)10000406
Design of Electromagnetic -Mixed Gas Foil Bearings for High Speed
PermanentMagnet Synchronous Motor
Fan Dengzhu', Xu Fan?
( 1. School of Automnobile and Traffic Engineering , Nantong Vocational University , Nantong 226007 , China;2. School
of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China)
Abstract: The overall design of electronagnetic mixed gas foil bearings is proposed according to design requirements of high speed motor and its bearings. The carrying capacity of mixed bearings is calculaled, and the specific structure and performances are analyzed. The finite element analysis proves that the bearing rotor system can be safely operated within design speed range.
Key words: electromagnetic gas foil bearing; structural design; performance analysis; finite element method
与传统的电励磁电动机相比，稀土永磁同步电动机具有多重优点，因此广泛应用于航空航天、汽车船舶、医疗器械、发电系统等领域。由于高速电动机自身特点[2]，导致其轴承使用寿命过短，强度和性能很难满足要求，并且定子温度较高，影响材料性能，因此，选用合理的支承方式和材料至关重要。目前研究的轴承类型有含油轴承、空气轴承及磁悬浮轴承，另外，特殊设计的滚动轴承也用于航空航天、高精密主轴等领域。电磁-气体箔片混合轴承是将电磁轴承和气体箔片
收稿日期：2015-12-29；修回日期：2016-0520
基金项目：南通市市级科技计划应用基础研究项目（GY12015016）;2016年度江苏省高校青蓝工程
作者简介：樊登柱（1982一），男，山东济南人，硕士，讲师，主要研究方向为电动汽车电动机技术，E-mail：dz_fan
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轴承组合使用的支承方式，可以达到简化结构，提高承载力、动态刚度以及系统阻尼和稳定裕度，减小轴承发热的目的[3-4]。
研制更高转速下的永磁同步电动机结构及其支承方式，对于超高速超精密加工机床、飞轮、涡轮膨胀机、离心压缩机、磁悬浮航空发动机以及微型燃气轮机等领域有着重要的理论指导意义和应用价值。现通过推导理论公式，设计一种电磁气体箔片混合轴承，并通过有限元方法对轴承进行模态分析，验证在工作转速范围内，轴承-转子
系统的安全性。 1
电动机一混合轴承系统性能要求及结构设计
1.1
系统性能要求
提出一种高速永磁同步电动机用嵌套式电磁-弹性气体箔片混合轴承。该系统中电动机的设