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可调速异步盘式磁力联轴器的传动性能分析

2021-03-02 15:38:50

不同盘间距下可调速异步盘式磁力联轴器的传动性能分析:本文以可调速异步盘式磁力联轴器为例,建立双边盘式磁力联轴器模型,采用精度较高的有限元软件ANSOFT进行三维模拟分析,研究盘问距对气隙轴向磁密与稳定输出转矩的影响,以及双边盘与单边盘轴向力大小的比较。提出一种具有新型结构的可调速异步盘式磁力联轴器,通过调节装置改变永磁体盘与铜导体盘间的距离,速度适宜调整气隙磁场的大小,优良快地控制不同转速与转矩的输出。同时,采用有限元模拟软件对磁力联轴器进行建模分析,得出盘间距对传动性能的影响。模拟结果表明:气隙的轴向磁通密度近似呈周期性分布,周期数为9,即永磁体的磁及对数;随着盘问距的变大,可调速异步盘式磁力联轴器的输出转矩呈现先减小后变大的趋势;"-3盘间距h=40mm时,输出转矩较小,且转矩波动值较大;双边盘式磁力联轴器较普通盘式磁力联轴器而言,轴向力几乎为零。研究结果对可调速盘式磁力联轴器的性能研究具有很好的指导意义。目前,由于变频调速系统工作效率好、节能等优点,在电力、船舶、造纸、化工等传统工业与航空航天等技术中深受了广泛的应用。但变频调速由于其设备故障的不确定性,往往给企业生产带来了巨大隐患,影响生产的连续性、稳定性和优良性,从而给企业带来较大的经济损失。采用调速型磁力联轴器取代目前的变频调速器,无论是从经济效益还是从生产的安 全稳定性来看,均可获得质量优良的优势。与变频器相比,磁力联轴器具有稳定优良、效果优良节能、操作简单、免维护、寿命周期长等优点,在负载转速高,功率大时替代变频器优势更加明显。本文研究的可调速异步盘式磁力联轴器恰好迎合这一潮流。可调速异步盘式磁力联轴器采用两个主动铜导体盘和两个从动永磁体盘的双边盘式结构,即由两个全部相同的普通盘式磁力联轴器组合而成,通过调节装置改变永磁体盘与铜导体盘问的气隙厚度,从而实现不同转速与转矩的输出,实现装置无级变速的目的。以往对可调速异步盘式磁力联轴器的转矩特性分析,均以单边盘式磁力联轴器进行建模分析’。,忽略了两永磁体盘问磁场的相互作用以及永磁体利用率等问题,使得模拟结果不够准确。

在给定的参数条件下,利用有限元软件中的3D模块对可调速异步盘式磁力联轴器在气隙确定,不同盘问距的运行状态下进行了模拟分析,得出了该联轴器的输出转矩、轴向力图及其所对应的关系曲线。具体结论如下:(1)盘式磁力联轴器的气隙轴向磁通密度近似呈周期分布,周期数为9,即永磁体的磁及对数;(2)盘间距对磁力联轴器的输出转矩具有确定的影响,随着盘问距h的变大,输出转矩先减小后变大,较大输出转矩与较小输出转矩的差值达到3.0594N·ID_;(3)在盘间距h=40him时,稳定输出转矩较小,且此时的转矩波动值也达到较大;(4)普通盘式磁力联轴器在负载运行时,存在较大的轴向力;双边盘式磁力联轴器的轴向力很小,较普通盘式磁力联轴器的轴向力几乎为零,保护了设备运行的稳定性与优良性。