АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ ИЗ ЗАКРИТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ANALYTICAL MODELING OF THE INTERACTION OF PERMANENT MAGNETS MADE OF SUPERCRITICAL MATERIALS

Скачать статью

Авторы

А.Н. БОЛОТОВ, д-р техн. наук, Г.Б. БУРДО, д-р техн. наук

Аннотация

Целенаправленное конструирование систем с магнитопассивными подшип-никами затруднено отсутствием теоретических методик расчета оптимальных магнит-ных систем, учитывающих физические особенности свойств высококоэрцитивных магнитов. В работе решена задача расчета силы магнитостатического взаимодействия между двумя постоянными цилиндрическими и кольцевыми магнитами. Рассмотрены материалы магнитов типа Р-Со, Fe-В, которые имеют близкую к прямоугольной кривую размагничивания и достаточно высокие значения коэрцитивной силы. Использована гипотеза Ампера, согласно которой постоянные магниты представлены в виде эквивалентных им соленоидов. Кольцевые магниты эквивалентны системе из двух коаксиальных соленоидов, имеющих противоположное направление тока в обмотках. Получены аналитические выражения для расчета нормальной и тангенциальной сил взаимодействия постоянных магнитов. Модель можно применить для определения критериев подобия магнитных систем подшипников, расчета оптимальных размеров постоянных магнитов, грузоподъемности и жесткости магнитных подшипников.

Ключевые слова

магнитное поле, конструирование, магнитопассивные подшипники, магнитостатическое взаимодействие

Abstract

The purposeful design of systems with magnetic-passive bearings is complicated by the lack of theoretical methods for calculating optimal magnetic systems that take into account the physical characteristics of the properties of high-coercive magnets. The paper solves the problem of calculating the force of magnetostatic interaction between two permanent cylindrical and annular magnets. The materials of magnets of the P-Co type, Fe-B, which have a demagnetization curve close to a rectangular one and sufficiently high values of coercive force, are considered. The Ampere hypothesis is used, according to which permanent magnets are represented in the form of solenoids equivalent to them. Ring magnets are equivalent to a system of two coaxial solenoids having the opposite direction of current in the windings. Analytical expressions for calculating the normal and tangential interaction forces of permanent magnets are obtained. The model can be used to determine the similarity criteria of magnetic bearing systems, calculate the optimal dimensions of permanent magnets, load capacity and stiffness of magnetic bearings.

Keywords

magnetic field, design, magnetic-passive bearings, magnetostatic interaction