1. 文章研究主要問題：

微框架磁懸浮飛輪用磁阻力磁軸承存在偏轉負力矩和洛倫茲力磁軸承氣隙磁密均勻性較差。

2. 結論：

提出了一種基於球形轉子的微框架磁懸浮飛輪， 介紹了其結構和工作原理，重點分析了洛倫茲力磁軸承。經過模型推導、方案設計、電磁設計，最終加工出洛倫茲力磁軸承和微框架磁懸浮飛輪，經過動態測試後，最終的測試結果與設計值具有很好的一致性。

3. 思想脈絡：

3.0 引言

• 簡要介紹了飛輪的用途，對比了機械飛輪和磁懸浮飛輪的特點，進而介紹了磁懸浮飛輪的三種型別（反作用飛輪、偏置動量輪、姿控儲能兩用飛輪），最後提出現有的三大類磁懸浮飛輪雖然輸出力矩精度高，但力矩較小，無法滿足XX姿態快速機動的要求。
• 例舉了人們為了克服磁懸浮飛輪力矩偏小的缺點而進行的三種採用磁阻力磁軸承懸浮支承的微框架磁懸浮飛輪方案。最後對這些方案進行評價，指出，這些方案懸浮磁力通過磁場預偏置的方式使其線性化，存在位移負剛度，控制精度較低的缺點。
• 例舉了三種採用洛倫茲力磁軸承支承的微框架磁懸浮飛輪方案。指出，洛倫茲力磁軸承具有線性度好和控制精度高的優點，但是其承載力低，地面工作時，需配備獨立的解除安裝磁阻力磁軸承。
• 例舉了兩種改進方案，第一種方案綜合了磁阻力磁軸承承載力大和洛倫茲力磁軸承控制精度高的優點提出了兩種磁軸承混合支承的微框架磁懸浮飛輪，第二種方案提高了磁阻力磁軸承的控制精度。
• 指出混合支承的微框架磁懸浮飛輪是微框架磁懸浮飛輪的理想構型。又指出在此種構型下，由於飛輪偏轉狀態下， 磁阻力磁軸承柱殼和錐殼氣隙的形狀發生改變，導致氣隙磁密不對稱， 磁阻力磁軸承存在偏轉負力矩，即平動懸浮會對偏轉懸浮產生干擾，並且指出，由於洛倫茲力磁軸承決定了飛輪控制力矩頻寬和力矩精度，因此洛倫茲力磁軸承是混合支承的微框架磁懸浮飛輪的關鍵部件。最後總結，文章的研究重點是：提出了一種混合支承的微框架磁懸浮飛輪，並且對洛倫茲力磁軸承進行了理論分析和方案比較，最後基於最優方案對其進行了詳細範例設計。

3.1 微框架磁懸浮飛輪

3.1.1 飛輪結構與工作原理

• 提出了一種基於球面磁軸承的微框架磁懸浮飛輪，與現有微框架磁懸浮飛輪相比，可消除平動懸浮對偏轉懸浮的干擾， 提高轉子懸浮精度和輸出力矩精度。

3.1.2 洛倫茲力磁軸承

• 指出洛倫茲力磁軸承是飛輪系統的關鍵部件，簡要分析了洛倫茲力磁軸承的結構與控制原理。

3.2 洛倫茲力磁軸承分析（公式推導★）

3.2.1 磁路分析

• 繪製出了洛倫茲力磁軸承的等效磁路圖，計算出了洛倫茲力磁軸承氣隙內的磁通Φ，並最終根據磁通Φ計算出了對應位置的磁通密度B。

3.2.2 磁軸承數學模型

• 推匯出了洛倫磁力磁軸承的扭轉電流剛度和平動電流剛度。

3.3 磁軸承方案

• 由於洛倫茲力磁軸承的磁鋼結構及其產生的磁動勢直接決定氣隙磁密大小和均勻度， 從影響磁軸承效能。因此本段對洛倫茲力磁軸承磁鋼結構方案進行了詳細的分析。
• 提出了三種磁鋼方案，並通過徑向氣隙磁密分佈圖進行比較，最終，文章研究的洛倫茲力磁軸承選用了球面梯形磁鋼方案。

3.4 範例設計

• 根據第二部分以及第三部分知，在洛倫茲力球面磁軸承中，磁鋼邊角大小決定了磁路邊緣效應，影響繞組邊緣磁密的大小和均勻性;隔磁環長度決定未穿過繞組漏磁磁通;磁鋼磁化長度決定磁動勢大小，影響繞組區域磁密的強弱。
• 因此文章這一部分，從上述三個角度對洛倫茲力磁軸承進行電磁效能分析。

3.5 磁密測試實驗

• 做實驗。

3.6 結論

• 提出結論。

4. 自己的總結、評價：

4.1 飛輪的型別

4.2 總結

• 針對微框架磁懸浮飛輪用磁阻力磁軸承存在偏轉負力矩和洛倫茲力磁軸承氣隙磁密均勻性較差的缺點， 提出了一種基於球形轉子的微框架磁懸浮飛輪，介紹了其結構、工作原理和洛倫茲力磁軸承方案。採用等效磁路法建立了洛倫茲力磁軸承磁路數學模型， 得到了其徑向偏轉力矩和軸向平動懸浮力。利用電磁場數值分析法， 對三種洛倫茲力磁軸承方案的磁密和磁通進行比較分析， 得到了最優的球面梯形磁鋼方案。在此基礎上， 結合15Nms 微框架磁懸浮飛輪技術指標， 對磁軸承進行了詳細範例設計。根據設計結果研製了一臺微框架磁懸浮飛輪， 並利用線性磁密霍爾對磁軸承氣隙磁密進行動態測試。測試結果與優化結果一致， 對微框架磁懸浮飛輪系統整體設計具有重要意義。
• 即利用球面磁軸承和球形轉子的設計解決了磁阻力磁軸承存在偏轉負力矩的問題，利用洛倫茲力磁軸承的球面梯形磁鋼方案解決了洛倫茲力磁軸承氣隙磁密均勻性較差的問題。

5. 改進：

6. 讀完文獻後產生的疑問：

• 偏轉負力矩
• 反作用飛輪
• 偏置動量輪
• 永磁環
• 導磁環
• 磁動勢
• 永磁磁阻
• 等效磁路
• 磁鋼矯頑力
• 磁化長度
• 耦合
• 扭轉電流剛度
• 平動電流剛度
• 磁路邊緣效應
• 隔磁環
• 磁導率