电磁平衡头自锁力矩具有驱动和自锁作用,其评价指标分别为自锁力矩一个步距角内做功和自锁力矩峰值。在保持齿盘参数不变的前提下,通过建立平衡头自锁磁路的三维模型,基于Ansoft Maxwell-3D瞬态求解器,采用有限元分析方法,研究不同永磁体数量、材料、形状和位置参数下自锁力矩峰值、做功及其比值的变化规律。结果表明:自锁力矩峰值、整周期做功随永磁体数量、长度、直径的增加而增加,随气隙增加而减小,随偏心率变化呈抛物线改变;峰功比在磁路轴向投影不变时近似为常数0.34,在永磁体数量变化时近似为0.31,随永磁体直径的增加呈指数减小。

针对电磁球式主动平衡系统,分析其工作原理,归纳钢球对应补偿能力的计算方法,讨论由已知不平衡量计算两个钢球相位的过程,并将多球情况按一定规则简化为两球情况,得到不平衡量和钢球数量、相位的关系。在特定转子直径下,建立平衡系统结构的三维模型,基于Ansoft Maxwell有限元分析平台,采用控制变量法依次研究了永磁体排布方式、直径、厚度和电磁结构对平衡转速和补偿量等的影响规律,最终完成了结构设计。结果表明:采用相邻永磁体极性相反交替排