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胡业发 等 著

图书标签:

• 磁力轴承
• 无接触轴承
• 机械工程
• 振动控制
• 旋转机械
• 精密仪器
• 自旋机械
• 轴承技术
• 工业自动化
• 故障诊断

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111185482

版次：1

商品编码：10299866

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2006-04-01

用纸：胶版纸

页数：225

字数：341000

内容简介

《磁力轴承的基础理论与应用》以主动磁力轴承转子系统的设计为主线，系统地介绍了轴向磁力轴承的结构设计、径向磁力轴承的结构设计、单自由度磁悬浮控制系统、五自由度磁悬浮控制系统、磁悬浮位移传感器和功率放大器、磁力轴承的支承特性、磁悬浮转子动力学、磁悬浮转子系统的耦合分析等有关方面的基础理论和具体的设计方法。本书还介绍了国外有关磁力轴承的几种典型工业应用。
《磁力轴承的基础理论与应用》可以作为磁悬浮技术方面的参考书和研究生教材，也可供从事磁力轴承研究与设计方面的工程技术人员参考。

作者简介

胡业发，男，博士，教授，博士生导师。现任武汉理工大学机电工程学院副院长，湖北省数字制造重点实验室常务副主任，《教学制造科学》杂志编委，《计算机集成制造系统》杂志审稿人，中国人工智能学会智能制造专业委员会委员。
1982年毕业于华中科技大学机械制造专业，1988年哈尔滨工业大学研究生毕业，获硕士学学位，2001年年获武汉理工大学工学博士学位。主要研究方向为：磁悬浮技术、机电一体化、数字制造、微机电系统等。近几年来，作为项目主持人和技术负责人承担了国家自然科学基金、国家重大基础研究项目前期专项、国家863计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家科技攻关项目、中俄国际合作等国家、省市级和企业项目共计20余项。特别是在磁悬浮支承技术方面进行了多年的研究，2005年“磁悬浮转子的关键技术”获得湖北省科学技术发明二等奖。获中国发明专利6项，发表论文60多篇。

目录

序
前言
第1章 绪论
1.1 磁力轴承的发展历史与趋势
1.2 磁力轴承的工作原理与分类
1.3 磁力轴承支承技术的特点
1.4 磁力轴承的工业应用
1.5 本章小结
参考文献
第2章 磁力轴承基本理论
2.1 电磁场的基本理论
2.2 磁性材料及其特性
2.3 磁路的分析与计算
2.4 磁力轴承电磁力的计算
2.5 本章小结
参考文献
第3章 磁力轴承的结构设计与分析
3.1 轴向磁力轴承的结构设计
3.2 径向磁力轴承的结构设计
3.3 磁力轴承结构设计的方法和步骤
3.4 磁力轴承磁场的计算与分析
3.5 磁力轴承磁极数的分析
3.6 本章小结
参考文献
第4章 磁力轴承系统数学模型
4.1 单自由度磁悬浮控制系统数学模型
4.2 五自由度磁悬浮转子系统数学模型
4.3 轴向磁力轴承控制系统数学模型
4.4 径向磁力轴承控制系统数学模型
4.5 本章小结
参考文献
第5章 磁力轴承控制系统的设计与分析
5.1 磁力轴承PID控制
5.2 控制系统的硬件设计
5.3 本章小结
参考文献
第6章 功率放大器与位移传感器
6.1 功率放大器的设计
6.2 功率放大器设计示例
6.3 磁力轴承系统的传感器
6.4 本章小结
参考文献
第7章 磁力轴承的支承特性
7.1 磁力轴承刚度与阻尼的定义
7.2 磁力轴承刚度与阻尼的计算
7.3 磁力轴承的广义刚度
7.4 磁力轴承支承特件的分析
7.5 本章小结
参考文献
第8章 磁悬浮转子动力学
8.1 转子动力学基础
8.2 磁悬浮刚性转子数学模型的建立
8.3 磁悬浮刚性转子性能分析
8.4 基于弹性支承的柔性磁悬浮转子动力学
8.5 本章小结
参考文献
第9章 磁悬浮转子系统中的耦合分析
9.1 径向磁力轴承中的力耦合
9.2 径向磁力轴承之间的力耦合力矩耦合
9.3 轴向磁力轴承引起的力矩耦合
9.4 磁悬浮转子系统的转矩耦合
9.5 磁悬浮转子系统的传感器偏置耦合
9.6 径向磁力轴承磁极之间的磁耦合
9.7 磁悬浮转子系统耦合特性的实验测试
9.8 本章小结
参考文献
第10章 磁力轴承的典型应用
10.1 磁力轴承铣削主轴
1O.2 磁悬浮硬盘驱动器
10.3 磁悬浮陀螺仪
10.4 磁力轴承的其他应用
10.5 本章小结
参考文献

前言/序言

《磁力轴承的基础理论与应用》一书，专注于磁力轴承这一前沿技术。本书力图深入浅出地阐述磁力轴承的物理原理、设计方法、控制策略及其在现代工业中的广泛应用。 第一部分：理论基础 本部分将从最基础的物理原理入手，为读者构建一个坚实的理论框架。 第一章 磁场与磁力：本章将回顾电磁学的基础知识，重点阐述永磁体和电磁铁的性质、磁场分布规律以及磁力线的概念。我们将深入探讨如何利用洛伦兹力、安培力等基本电磁力来产生和控制磁场，从而为后续的轴承设计奠定基础。同时，会介绍一些常用的磁场计算方法，如有限元分析（FEA），以及其在分析磁场分布中的作用。 第二章 磁性材料：选择合适的磁性材料是设计高性能磁力轴承的关键。本章将详细介绍各种磁性材料的特性，包括永磁体（如钕铁硼、钐钴）和软磁材料（如硅钢、坡莫合金）的磁性能、温度稳定性、矫顽力、剩磁等参数。我们将分析不同材料在特定应用场景下的优缺点，并探讨材料科学的最新进展如何影响磁力轴承的性能提升。 第三章 磁力轴承的原理：本章将系统性地介绍不同类型的磁力轴承，包括被动式磁悬浮轴承（PMS）、主动式磁悬浮轴承（AMS）和混合式磁悬浮轴承。我们将详细解析各种轴承的工作原理，重点阐述其产生悬浮力的机制、力的特性以及影响稳定性的关键因素。例如，对于被动式轴承，我们会深入分析其内在的稳定性问题以及如何通过特定的结构设计来缓解；对于主动式轴承，则会重点讲解电磁铁的驱动方式、反馈控制的必要性以及 PID 控制等基本控制理论。 第四章 轴承结构设计：本章将聚焦于磁力轴承的实际结构设计。我们将分析不同轴承类型（径向、轴向、推力）的典型结构形式，包括轴承的几何形状、磁路设计、气隙要求等。同时，还会探讨结构材料的选择、加工精度要求以及轴承的装配和调试方法。散热问题和机械刚度也是本章的重要讨论内容，因为它们直接关系到轴承的可靠性和寿命。 第五章 动力学与稳定性：磁力轴承的动力学行为和稳定性是其能否成功应用的核心问题。本章将建立磁力轴承的动力学模型，分析其振动特性、阻尼特性以及在不同运行状态下的响应。我们将深入探讨导致系统不稳定的原因，如磁场波动、外部扰动等，并介绍各种提高系统稳定性的方法，包括控制器设计、阻尼增强等。 第二部分：控制系统 成功的磁力轴承系统离不开先进的控制技术，本部分将深入探讨其控制策略。 第六章 传感器技术：准确可靠的位移测量是实现主动式磁力轴承悬浮控制的基础。本章将详细介绍各种常用的位移传感器，如电涡流传感器、电容式传感器、霍尔传感器等，分析它们的测量原理、精度、响应速度、抗干扰能力以及在磁力轴承系统中的应用。 第七章 控制器设计：本章将系统介绍磁力轴承的控制算法。我们将从经典控制理论出发，讲解 PID 控制器的设计原则、参数整定方法以及在磁力轴承系统中的应用。在此基础上，还将引入现代控制理论，如状态空间法、李雅普诺夫稳定性理论等，并探讨模糊控制、神经网络控制等先进控制方法在提高系统性能方面的潜力。 第八章 系统集成与仿真：将理论模型转化为实际应用需要严谨的系统集成和详细的仿真分析。本章将指导读者如何将磁力轴承的理论、结构设计和控制算法进行有机结合，并利用 CAE 软件（如 MATLAB/Simulink, ANSYS）进行系统仿真。通过仿真，可以预测系统的动态响应、评估控制器的性能、优化设计参数，从而大大降低实际开发成本和风险。 第三部分：应用与发展 本部分将展示磁力轴承在各个领域的实际应用，并展望其未来发展趋势。 第九章 工业应用：磁力轴承凭借其无接触、低摩擦、高转速、免润滑等优点，在众多领域展现出巨大的应用潜力。本章将重点介绍磁力轴承在以下几个关键领域的应用： 高速旋转机械：如压缩机、涡轮机、离心机、飞轮储能装置等。分析磁力轴承如何克服传统轴承的局限性，提高设备效率和可靠性。 真空技术：如真空泵、半导体制造设备等。强调磁力轴承的无油润滑特性，避免对真空环境的污染。 航空航天：如卫星姿态控制、飞行器动力系统等。讨论磁力轴承在极端环境下的性能表现。 医疗器械：如人工心脏、高速钻孔设备等。突出磁力轴承的生物相容性和精密控制能力。 其他新兴领域：如精密机床、新能源发电设备等。 第十章 故障诊断与维护：即使是高性能的磁力轴承系统，也可能出现故障。本章将介绍磁力轴承常见的故障模式，如传感器失效、控制器故障、磁体退磁、机械损伤等，并提供相应的故障诊断方法。同时，还将探讨磁力轴承的监测技术、预测性维护策略以及日常维护注意事项，以确保系统的长期稳定运行。 第十一章 未来发展趋势：展望磁力轴承技术的未来。本章将探讨材料科学的进步（如新型磁性材料、高温超导材料）如何推动磁力轴承性能的飞跃。同时，还将讨论智能化控制、多自由度耦合控制、与人工智能结合等方面的研究热点，以及磁力轴承在新能源、新材料、生物技术等新兴领域的潜在应用。 本书旨在为从事磁力轴承研发、设计、制造及应用的技术人员、工程师和科研工作者提供一份全面、系统、深入的参考。无论您是初学者还是资深专家，都能从中获得有益的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度让我感到惊喜，同时也带来了一丝挑战。我承认，我并非是磁力轴承领域的科班出身，但我对这项技术的热情促使我不断深入。当我读到书中关于磁力轴承的动态特性和振动分析时，我 felt a moment of intellectual struggle. 那些复杂的数学模型和物理方程，需要我更加专注地去理解和消化。然而，正是这种挑战，让我感受到了学习的乐趣。我开始尝试在脑海中勾勒出轴承在高速旋转时所产生的各种力的相互作用，想象着那些无形的磁场如何在看不见的“轨道”上精准地引导着转子。我猜想，书中一定会有详尽的章节，介绍如何通过调整磁场强度、改变磁极排列等方式，来优化轴承的承载能力和刚度。同时，我也好奇，当外界发生扰动时，磁力轴承是如何快速响应并恢复到稳定状态的？是否涉及到一些先进的反馈控制算法？我希望书中能够提供一些实际的工程案例，来佐证这些理论的有效性。比如，在超精密机床主轴上，磁力轴承的应用是如何实现纳米级的定位精度，并且如何保证其长期运行的稳定性？我期待能够看到具体的轴承设计参数、材料选择以及控制策略的详细介绍，这样才能让我更好地将理论知识转化为实际应用。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够改变游戏规则的技术充满敬畏，而磁力轴承无疑是其中之一。它打破了传统机械轴承的局限，以一种近乎“科幻”的方式，实现了无摩擦的运行。翻开《磁力轴承的基础理论与应用》，我首先被书中的精美插图所吸引，那些详细的结构示意图和原理图，让我能够清晰地看到磁力轴承的内部构造和工作流程。我迫不及待地想深入了解，磁力轴承的种类繁多，书中是否会详细介绍主动式、被动式以及混合式磁力轴承的设计原理和各自的优缺点？它们在哪些应用领域具有独特的优势？我尤其关注书中关于磁力轴承在高速旋转机械中的应用，例如航空发动机、离心机等。在如此高的转速下，轴承的稳定性、可靠性以及承载能力都面临着巨大的挑战。我希望书中能够提供详实的案例分析，展示磁力轴承是如何在这种严苛的环境下工作的，以及它为这些设备带来的性能提升。我还想知道，书中是否会涉及磁力轴承的疲劳寿命、可靠性预测以及故障诊断等工程实践中的重要问题，这些都是在实际应用中必须考虑的关键因素。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我便迫不及待地翻阅起来。书名“磁力轴承的基础理论与应用”就足以勾起我的好奇心。我对那些能够颠覆传统、引领未来的技术总是充满热情，而磁力轴承无疑属于此类。书中对磁场动力学的阐述，让我能够更清晰地理解磁场是如何产生的，以及如何利用磁场来产生悬浮力。我尤其对书中关于不同类型磁力轴承的介绍充满了期待。例如，主动磁力轴承与被动磁力轴承在工作原理、成本以及适用性上有什么区别？书中是否会深入探讨它们各自的优缺点，以及如何根据具体应用场景进行选择？我猜想，书中还会详细介绍磁力轴承在精密机械、高速旋转设备等领域中的具体应用案例。比如，在半导体制造设备中，对精度的要求极高，磁力轴承是否能够满足其严苛的精度和稳定性要求？我又在思考，在能源领域，磁力轴承的应用又会带来怎样的变革？例如，在风力发电机中，使用磁力轴承是否能够显著提高发电效率，降低维护成本？我希望书中能够提供一些详实的数据和分析，让我能够更直观地感受到磁力轴承在这些关键领域的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书时，我首先想到的是它可能包含的深奥物理学原理。然而，《磁力轴承的基础理论与应用》这本书比我想象的要更加包容和易于理解。从最基本的磁力学概念开始，它逐步引导读者了解磁场如何工作，以及如何利用磁场来抵消重力。我被书中关于磁场叠加原理和洛伦兹力的详细解释所吸引，这些基础知识是理解整个磁力轴承工作机制的关键。我开始设想，在书中，作者是如何一步步构建出轴承的几何结构，如何精确计算磁场强度以及最终产生的悬浮力。我特别期待书中关于磁力轴承的材料科学方面的论述。究竟是什么样的磁性材料，才能产生如此强大的磁力，并且能够经受住长时间的运行考验？书中是否会介绍例如钕铁硼、钐钴等高性能永磁材料的特性，以及它们在不同应用场景下的选择标准？我还需要了解，除了永磁体，电磁铁在磁力轴承中又扮演着怎样的角色，它们是如何通过调节电流来实现对悬浮力的精确控制的？我猜想，这本书还会深入探讨磁力轴承的动态稳定性问题，毕竟，一个不稳定的悬浮系统是无法投入实际应用的。

评分☆☆☆☆☆

这本书以一种循序渐进的方式，将我带入了磁力轴承的奇妙世界。从最基本的物理原理入手，它逐步深入到磁力轴承的复杂设计和应用。我特别喜欢书中关于磁场分布和力学分析的详细讲解，这些内容让我能够理解磁力轴承是如何实现无接触悬浮的。我一直在思考，这本书是否会深入探讨磁力轴承的稳定性问题。我知道，要实现稳定的悬浮，控制系统的设计至关重要。书中是否会介绍PID控制、模糊逻辑控制，甚至更先进的自适应控制算法，以及它们如何在磁力轴承系统中发挥作用？我非常期待书中关于磁力轴承在医疗设备领域的应用。例如，在磁共振成像（MRI）设备中，磁力轴承是否能够提高成像的精度和稳定性？或者在手术机器人中，磁力轴承是否能够实现更精确、更灵活的运动控制？我还需要了解，在高速列车领域，磁力轴承的应用又带来了怎样的突破？它如何帮助列车实现更快的速度，更低的能耗，以及更平稳的乘坐体验？我对这些具体的应用案例及其背后的技术细节充满了好奇，希望书中能够提供详实的解决方案和技术图纸，让我能够更深入地理解磁力轴承的实际价值。

评分☆☆☆☆☆

这本《磁力轴承的基础理论与应用》就像一位经验丰富的导师，它循循善诱，将一个看似遥不可及的技术，展现在我的面前。书中的理论讲解清晰明了，我能够理解磁场如何产生力，力如何抵消重力，从而实现无接触的悬浮。但是，让我真正感到兴奋的是，它并没有停留在理论层面，而是将理论与实际应用紧密地结合起来。我看到书中关于磁力轴承在真空泵中的应用，想象着那些高速旋转的叶轮在完全密封的环境中，依靠磁力无声地运转，这无疑是科技进步的绝佳体现。我也好奇，书中是否会详细介绍不同类型的磁力轴承，例如主动式和被动式磁力轴承，它们的区别在哪里？哪种更适合于特定的工业场景？我尤其期待书中关于磁力轴承在高速动车组上的应用。那种在轨道上“飞驰”的体验，背后离不开磁力技术的支撑，我知道，磁力轴承在其中起到了至关重要的作用，它不仅减轻了列车的重量，提高了运行速度，更重要的是，它极大地降低了摩擦损耗，提升了能源效率。我希望书中能够深入剖析磁力轴承在动车组设计中的具体方案，包括其结构设计、控制系统以及所面临的技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

第一次翻开这本书，我就被它的厚重感所吸引。封面设计简洁大气，书脊上的书名“磁力轴承的基础理论与应用”几个字沉甸甸地压在心头，仿佛承载着无数前沿科技的重量。翻开扉页，泛黄的纸张散发出淡淡的油墨香，这种复古的气息瞬间将我拉回了那个纯粹的学术年代。我迫不及待地想进入它的世界，去探寻那些关于磁力轴承的奥秘。我知道，这本书不仅仅是一本教科书，它更像是一扇窗，透过这扇窗，我能看到磁力轴承在现代工业中扮演的越来越重要的角色，看到它如何以一种近乎“魔法”的方式，减少摩擦，提高效率，甚至改变我们对机械运动的认知。从基础理论的阐述，到实际应用的展示，这本书似乎都在试图构建一个完整的磁力轴承生态系统，让我能够从零开始，逐步深入，最终理解它的精髓。我尤其期待书中关于磁场动力学、材料科学以及控制理论在磁力轴承设计中的融合，这些交叉学科的知识碰撞，往往能激发出最耀眼的火花。我还在思考，这本书是否会深入探讨不同类型磁力轴承（如主动磁力轴承、被动磁力轴承、混合式磁力轴承）的优劣势，以及它们各自适用的具体场景？例如，在航空航天、高速列车、精密机床等领域，磁力轴承的应用无疑是颠覆性的，它们是如何克服极端环境下的挑战，又是如何实现超乎寻常的精度和可靠性的？我对这些应用案例充满了好奇，希望书中能有详实的数据和案例分析，让我能更直观地感受到磁力轴承的强大魅力。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，简直像是在进行一次知识的探险。我一直对那些能够挑战物理极限的技术感到着迷，而磁力轴承无疑是其中的佼佼者。它摆脱了传统轴承的物理接触限制，实现了真正意义上的“零摩擦”运行，这在很多对精度和效率要求极高的领域，具有不可替代的优势。我翻阅到书中关于磁力轴承在真空环境下的应用，那是一种怎样的震撼？在极度苛刻的条件下，磁力轴承如何维持其稳定性和可靠性，并且能够支撑住那些精密仪器的运转？我对书中对不同磁性材料特性的分析也充满了兴趣。究竟是哪种材料，能够产生如此强大的磁场，并且能够承受长时间的高强度工作？书中是否会介绍稀土永磁材料、电磁铁等不同磁源的优缺点，以及它们在实际设计中的应用考量？我更想知道的是，磁力轴承在节能减排方面扮演着怎样的角色。减少摩擦力，意味着能量的损耗更少，这对于全球倡导的绿色发展理念来说，无疑是一个巨大的贡献。我迫切想知道，在风力发电机、工业泵等领域，磁力轴承的应用能够带来多大的能源效益提升，并且对减少碳排放产生何种积极影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对我来说是一次及时的“知识补给”。我长期以来对工业自动化和精密制造领域抱有浓厚兴趣，而磁力轴承正是这些领域的核心技术之一。当我翻阅《磁力轴承的基础理论与应用》时，我立刻被书中对磁力轴承基础理论的严谨阐述所吸引。它并非仅仅罗列公式，而是深入浅出地解释了磁场、磁力以及它们在轴承设计中的应用。我特别期待书中关于磁力轴承的控制系统设计。我知道，要实现精准可靠的悬浮，一套高效的控制算法是必不可少的。书中是否会介绍PID控制、自适应控制，甚至更先进的神经网络控制方法？这些控制策略如何与轴承的物理模型相结合，以应对各种外部干扰，并保证轴承的长期稳定运行？我还需要了解，在实际的工业应用中，磁力轴承的安装、调试以及维护是怎样的流程？书中是否会提供一些指导性的建议，帮助工程师们更好地将磁力轴承集成到他们的系统中，并且解决在实际使用过程中可能遇到的问题？我非常好奇，在航空航天领域，磁力轴承的应用是否已经取得了突破性的进展，例如在卫星的姿态控制、空间望远镜的精密指向等方面，磁力轴承扮演着怎样的角色？

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织，简直是为我量身定做的。作为一名对前沿技术充满好奇但又希望系统学习的读者，我一直在寻找一本能够既有深度又不失广度的书籍。而《磁力轴承的基础理论与应用》恰恰满足了我的需求。它并没有一上来就抛出晦涩难懂的公式和定理，而是从磁力轴承的基本原理入手，循序渐进地引导读者进入这个复杂而迷人的领域。我尤其欣赏书中关于磁场分布、电磁力计算以及轴承结构设计的详细讲解。那些精密的图示和清晰的数学推导，让原本抽象的概念变得触手可及。我脑海中已经浮现出无数个场景：在实验室里，我可能正在按照书中的指导，搭建一个小型的磁力轴承模型，亲身感受磁力的神奇；在项目中，我可能正在参考书中的设计思路，为某个关键部件选择最合适的磁力轴承方案。这本书的实用性让我备受鼓舞，它不仅仅是理论的堆砌，更是解决实际工程问题的宝贵资源。我非常期待书中关于磁力轴承的稳定性分析和控制策略的内容。我知道，要实现高效稳定的磁力悬浮，精密的控制算法至关重要。这本书是否会介绍PID控制、模糊控制，甚至更先进的自适应控制方法？这些控制技术如何与磁力轴承的物理特性相结合，最终实现无摩擦、高精度的运行？这些问题的答案，我将在书中寻找。

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看这本你书满足了心中那小小滴愿望

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送给朋友的，感觉还好

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很喜欢很喜欢很喜欢很喜欢

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挺不错

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很喜欢很喜欢很喜欢很喜欢

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上课要用，专业书不好买。

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看这本你书满足了心中那小小滴愿望

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基础理论的学习，有价值！

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挺不错