轴承2016年7期
ISSN10003762 CN41 -1148/TH
Bearing 2016 , No. 7
一种多电航空发动机双定子动力磁浮轴承
张武，徐丽娟
（中国航空研究院新技术研究所，北京100012）
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摘要：为了消除摩擦阻力并简化系统结构，实现多电航空发动机轴承的磁浮运行，设计了一种具有独立转矩和悬浮力极的动力磁浮轴承。采用有限元法对转矩及悬浮力特性进行分析，结果表明该轴承可以产生独立可控的转矩和悬浮力。搭建了试验平台，试验结果证明：运行过程中转子能够稳定地悬浮于中心位置，且转矩和悬浮力可以自然解耦，实现可控的磁悬浮运行。
关键调：动力磁浮轴承；航空发动机；双定子；解耦
中图分类号：TH133.3;0241.82
文献标志码：B
文章编号：10003762(2016)07000505
ADouble-StatorPowerMagneticBearingforMore-Electric Aeroengine
ZhangWu，XuLijuan
(Institute of New Technology, Chinese Aeronautical Establishment, Beijing 100012, China)
Abstract: In order to eliminate frictional resistance, simplify system structure and realize magnetic suspension opera-tion of bearing for more electric aeroengine, a power magnetic bearing with separated torque and suspension force poles are designed. The characteristics of torque and suspension force are analyzed by FEM. The results show that the seaaedas arroan anae pueanorpeaooduoadonuoienuaapopuadsnsisanasooraearodsara
aaeaeaoadooadsaueaeooaenooaeneaaoosadn Key words: power magnetic bearing;aeroengine;double stator;decoupling
许多现代化工业领域如航空航天、高速机床、涡轮分子泵、离心机、压缩机、飞轮储能等都受到摩擦阻力的制约。磁浮轴承技术具有无接触、易于实现主动控制，且不需要专门的气压及液压系统等优点，已成为机电领域中的重要研究方向之_[1-4] 。
多电发动机是一种采用磁悬浮技术的新型发动机，其取消了传统的密封系统和滑油润滑，利用电气化传动附件代替机械液压式传动附件，实现发动机电气化传动，简化了涡扇式发动机的传动装置及启动系统结构，最终达到减少故障、提高可靠性及发动机推重比的目标[5-6]。
传统的动力磁浮轴承或无轴承电动机的悬浮收稿日期：2016-01-18；修回日期：2016-04-06
作者简介：张武（1983一），男，博士，工程师，主要从事机电一体化、特种电动机及其控制技术研究，E-mail：1zhangwu
@163.com 万方数据
力与转矩之间存在相互耦合，为了能够实现稳定的转矩控制和悬浮控制，相应控制算法非常复杂7-9]。文献[7]基于平均悬浮力及平均转矩的思想,研究了无轴承开关磁阻电动机的控制策略；文献[8]通过神经网络系统的训练构成逆系统，实现无轴承电动机的线性化和动态解耦。现研究一种新型多电发动机双定子极动力磁浮轴承，其悬浮力由内定子产生，电磁转矩由外定子产生。与传统动力磁轴承相比，该磁轴承悬浮力和转矩可以进行独立控制实现悬浮力和转矩之间的解耦，并且在任意的转子角度位置都可以保持稳定的悬浮运行。
1运行机理 1.1结构与原理
新型双定子极12/8动力磁浮轴承的结构如图 1所示，图中给出的是在一个三相系统中只有定子 A相绕组导通的情况。电动机由2种定子组成，外