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永磁涡流联轴器研究

2022-02-25 09:37:14

    永磁涡流联轴器已广泛应用在中、大功率电动机驱动的水泵和风机等设备上,该装置具有效果节能,维护费用低,安装简单,效果扭矩传输,允许冲击负载,隔离震动和柔性启动等特性。关于永磁涡流联轴器的研究国内主要采用经验公式和放大安然系数的设计方法,没能效果优良地解决功率匹配和能量浪费等问题。本文采用理论分析和有限元相结合的方法,对永磁涡流联轴器的的气隙磁场、涡流密度和磁传递力矩进行研究和分析,主要研究了以下几方面:

  1利用等效磁荷法建立了永磁涡流联轴器气隙磁场的数学模型,深受了气隙磁感应强度的解析表达式;利用MATLAB分析了气隙磁感应强度分布规律;并且研究了结构参数的变化对气隙磁感应强度的影响;研究表明;减小气隙距离,增加磁块厚度,选择合理的磁极数可以增大气隙磁场强度。

  2对麦克斯韦方程组进行求解,建立求解涡电流密度的数学模型,深受了铜盘中涡电流密度解析表达式;利用MATLAB分析了涡电流密度分布规律,并研究了参数变化对涡电流密度效果优良值的影响规律;研究表明:选择合理的磁极对数,增加磁块厚度,减小气隙长度可以增大涡电流密度效果优良值。

  3以微积分学为基础,利用电磁学理论求得了永磁涡流联轴器磁传递力矩、输入、输出功率和效率的表达式;利用MATLAB分析了上述参数的变化规律;并研究了参数变化对磁传递力矩影响;研究表明:存在一个临界转速使磁传递力矩、输出功率产生大的值;选择合理的磁极对数,增加磁块厚度,减小气隙长度,增加驱动盘的电导率和半径可以增大磁传递力矩。

  4利用ANSYS对永磁涡流联轴器的气隙磁场、涡流密度和磁传递力矩进行有限元仿真分析,并将有限元分析结果与前面解析法所得的结果进行比较;研究结果表明:虽然有限元结果与解析结果之间存在确定的误差,但是其误差在工程容许的范围内,所以可以用本文的解析法来指导永磁涡流联轴器的设计和制造。