混合磁悬浮系统的漏磁分析与磁力建模

摘要

现有的混合磁悬浮系统的磁力数学模型未考虑电磁线圈中电流导致的漏磁，与真实磁力存在较大误差，影响控制器的设计及零功率平衡位置的准确性。针对这一问题，通过有限元法分析电流的变化对漏磁的影响。依据磁场分割原则，计算各部分磁阻，建立混合电磁铁的理论磁力数学模型。对混合电磁铁进行测力实验，得出磁力与气隙电流的关系，运用非线性曲面拟合法得到磁力表达式，与理论磁力数学模型进行验证。结果表明，引入理论磁力数学模型与实验测量结果较为一致，在力-气隙曲线变化中，2种磁力数学模型的平均绝对误差(MAE)为1.49,在力-电流曲线变化中，2种磁力数学模型的平均绝对误差(MAE)为0.85。

关键词

混合磁悬浮 / 漏磁 / 有限元分析 / 磁力数学模型

基金资助

国家重点研发计划项目(2024YFB3410002); 国家自然科学基金项目(52375258,52405284); 辽宁省自然科学基金项目(2023-BS-127); 辽宁省科技厅博士科研启动项目(2023-BSBA-263); 辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(JYTMS20231191);辽宁省教育厅创新人才培育项目(LJ222410142008);辽宁省教育厅重点项目(LJ212410142015); 中国博士后科学基金项目(2024M762160)