《磁悬浮轴承电磁及结构设计与工程实践》学习大纲

《磁悬浮轴承电磁及结构设计与工程实践》课程大纲

一、 课程简介

本课程面向机械工程、电气工程及控制工程领域的硕士、博士研究生及工程技术人员。课程旨在系统、深入地讲授磁悬浮轴承（重点是主动电磁轴承）的电磁原理、结构设计、控制系统及工程实现，并结合最新研究动态与前沿应用，培养从理论分析、仿真设计到实验调试的全链条研发能力。

二、 课程详细目录

第一部分：基础理论与电磁原理

第1章：绪论

• 1.1 磁悬浮技术概述：定义、特点（无接触、无摩擦、可调动力学性能）与应用领域（高速电机、飞轮储能、轨道交通等）。
• 1.2 磁悬浮轴承的分类与发展：主动、被动、混合磁轴承；发展历程、现状与趋势。
• 1.3 磁悬浮轴承系统组成与工作原理：简述电磁铁、传感器、控制器、功率放大器组成的闭环控制系统原理。

第2章：电磁基础与磁性材料

• 2.1 电磁场基本理论回顾：麦克斯韦方程组、磁路定理在轴承设计中的应用。
• 2.2 磁性材料特性：软磁材料（硅钢片、铁氧体、非晶/纳米晶）、永磁材料（钕铁硼、钐钴）的特性及选型。
• 2.3 电磁力的基本计算方法：麦克斯韦应力张量法、虚功法、等效磁路法。

第二部分：电磁与结构设计

第3章：磁悬浮轴承的电磁设计

• 3.1 径向磁轴承电磁设计