磁悬浮飞轮用可重复电磁锁紧装置的设计与试验.pdfVIP

学兔兔 第48卷第 8期 机 械 工 程 学 报 Vo1．48 NO．8 2012年 4 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Apr． 2012 DoI：10．3901／JME．2012．O8．012 磁悬浮飞轮用可重复电磁锁紧装置的设计与试验水 刘 强 ，2 房建成 1,2 韩邦成 1,2 白国长 ，2 (1．“惯性技术”重点实验室 北京 100191； 2．“新型惯性仪表与导航系统技术”国防重点学科实验室 北京 100191) 摘要：针对磁悬浮飞轮用基于机构 自锁原理的可重复电磁锁紧装置，分析其原有显式电磁铁执行机构的电磁力学特性，得知 其最小解锁残余力过大，若采用隐式电磁铁，可以消除解锁残余力，从而提高锁紧装置解锁可靠性。采用等效磁路法对隐式 电磁铁进行磁路分析，并给出该电磁铁在执行锁紧、保持锁紧、执行解锁和保持解锁四种状态下的力学模型。利用电磁场数 值分析法，对隐式电磁铁进行实例设计，并通过卫星发射过程中的正弦扫频振动和随机振动试验，检验改进后的锁紧装置对 飞轮系统的保护效果。结果表明，锁紧装置的最小解锁残余力为0．25N，远小于原有显式电磁铁方案(29．5S)，且振动测试 中，飞轮定、转子的最大相对振动位移为70Inn，最大位移振幅为 10m，都小于磁悬浮飞轮系统的保护间隙 100Jam。改进 后的隐式电磁铁在提高解锁可靠性的同时，可有效地实现对飞轮系统的锁紧保护功能。 关键词：磁悬浮飞轮 锁紧装置 电磁铁 等效磁路 有限元法 中图分类号：V249 TH133 DesignandExperimentofRepeatedElectromagneticLockingDevicefor M agneticBearingFlywheel LIUQiang2 FANGJiancheng，2 HAN Bangcheng，2 BAIGuochang (1．ScienceandTechnologyonInertialLaborator,Beijing100191； 2．FundamentalScienceonNovelInertialInstrumentNavigationSystemTechndogyLaborator,Beijing100191) Abstract：Accordingtotherepeatedelectromagneticlockingdevicebasedonhteself-lockingprincipleformang eticbeatingflywheel， hteelecrtomang eticandmechanicscharacteristicsofprimaryexplicitelectromang etraenaalyzed．Itisconcludedhtattheminimum unlockingresidualforce ismuch toolarge，whilehteadoption ofhteimplicitelecrtomang etCna getridofitna d increasehte un lockingreliability．Theequivalentmang eticcircuitmethod isapplied tomang eticanalysisofimplicitelectromang et，nad its mechnaicsmodelunderfourstatusesincludingcarryingoutlockingu／nlockingnadkeepinglocking／unlockingisgot．The electromang eticnumericalanalysismehto