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永磁涡流联轴器外洋发展现状

2022-02-25 09:56:27

永磁涡流联轴器外洋发展现状

    永磁涡流联轴器结构设计的核心就是获得较高磁传递力矩与磁传递功率,作为永磁涡流联轴器磁源的稀土永磁材料,正是其性能参数的提升和价格的下降,才激发了机械工程,生物医学工程,自动化技术,计算机技术和微波通讯等行业迎来了不多发展的黄金时期,磁力传动与涡流传动技术更是取得了长足的发展。

    在上世纪下半叶稀土永磁材料发展非常速度适宜,上世纪60年代研制出了销量好代稀土永磁材料衫钻(化学式RCoS),大的磁能积(BH) ma、超过‘SOkJ l m3;70年代研制出了优良代稀土永磁材料新型衫钻(化学式RZCOI}大的磁能积(BH)maX超过250kJ l m3 ;  80年代初研制出了第三代稀土永磁材料钱铁硼{3-6}(化学式NdFeB),大的磁能积(BH) ma、超过350kJ / m3;当前钱铁硼稀土永磁体广泛应用于电机,磁力轴承和磁力联轴器中,这是因为钱铁硼材料不仅具有优良的磁性能,而且与昂贵且稀缺的钻相比,稀土材料中钱的含量比较丰富,价格相比较低廉;另外钱铁硼材料的磁能积相比较高,在输出功率相同时可以效果优良的减小设备的体积,降低成本,节约能源。通过不懈的研究,人们在NdFeB永磁材料的基础研究与产品制造方面都取得了巨大的进展,比较重要的是它的高磁能积特性为许多技术为本拓宽了道路。

    外洋学者对永磁涡流联轴器的研究始于上世纪90年代,Thomas W.Nehl, Bruno Lequesne最早提出了永磁涡流联轴器的二维有限元模型,即将永磁涡流联轴器的三维模型在合理假设下简化为二维模型来处理;A.C.Smith等人基于A  layer  theory  approach理论提出了Linear  ahalysi、的数学模型,深受了涡流密度和磁传递力矩的表达式{一习。随后A.Wallace对Linear  ahalysi、的数学模型进行改进深受了求解Maxwell' s  stress  tensor的A  layer  theory  mod el模型和传递扭矩的表达式{io-is],并将实验测试结果与计算求得的结果进行比对,分析误差产生原因,在此基础上对永磁涡流联轴器进行了改进,深受延迟型永磁涡流联轴器、限矩型永磁涡流联轴器和调速型永磁涡流联轴器。

    2003年,Cahova提出利用分离变量法研究永磁涡流联轴器,这种方法与A.C.Smith方法的相同之处是都把永磁涡流联轴器简化成二维来分析,只是在对电磁场分析时利用了分离变量的思想{z'-zz',  Cahova应用该方法对永磁涡流联轴器的扭矩和相对转速之间的关系进行分析,得出结论:复合材质的驱动盘比单一材质铜的驱动盘能够提供大的的输出扭矩,且导体盘材质的电导率越高,永磁涡流联轴器的输出扭矩越大。2006年Hamideh对于驱动导体盘提出一种新的设计方法,在驱动盘铜盘径向上开条形槽,这种设计有利于涡电流在合理的路径优良动,从而避免无效电流的产生,同时该结构还巧妙地利用驱动盘的铁背支架,最终达到提高永磁涡流输出扭矩的目的,虽然该方法可以提高设备的输出扭矩,但是其结构制造成本较高,制造工艺复杂。

    2007之后随着计算机技术的发展和分析软件的更新,对于永磁涡流联轴器的研究以有限元分析为主,Katsumi Yamazaki利用三维有限元方法研究了永磁体

所产生的涡流损耗{川,可以估算永磁体中的涡流损耗,并将估算值与实验测量值、理论计算值进行对比,验证有限元分析的合理性与正确性。之后的许多学者也做

了有益的研究,相继对永磁涡流联轴器的磁场分布,涡流密度分布,涡流损耗,温度场进行研究