本文關(guān)鍵詞：一種新型永磁渦流聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)理論與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：聯(lián)軸器作為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種重要部件,一直廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)角落。隨著永磁體材料技術(shù)的不斷發(fā)展,磁力聯(lián)軸器以其非接觸式傳動(dòng)、軟啟動(dòng)、無(wú)污染、低噪音等性能特點(diǎn)正慢慢廣泛應(yīng)用到礦山機(jī)械、風(fēng)力、石油化工等行業(yè)中,磁力聯(lián)軸器正已經(jīng)逐漸成為聯(lián)軸器發(fā)展的一個(gè)重要的分支。本文結(jié)合鼠籠異步電機(jī)以及一般磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將異步電機(jī)雙籠內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)應(yīng)用到磁力聯(lián)軸器中,從而得到一種雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器結(jié)構(gòu),該聯(lián)軸器不僅可以避免普通永磁聯(lián)軸器在高溫環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)退磁問(wèn)題,而且由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可應(yīng)用于啟動(dòng)頻繁啟動(dòng)性能要求較高的工作場(chǎng)合。本文首先結(jié)合一般磁力聯(lián)軸器以及雙籠異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì),其次運(yùn)用等效磁路法和能量流動(dòng)關(guān)系給出了電磁轉(zhuǎn)矩理論計(jì)算公式,運(yùn)用Maxwell軟件對(duì)三種不同內(nèi)轉(zhuǎn)子槽型的聯(lián)軸器進(jìn)行仿真分析,結(jié)合理論公式和分析結(jié)果得出了雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器的性能特點(diǎn),并分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)聯(lián)軸器傳遞性能的影響情況,再依據(jù)傳熱學(xué)基本原理依托Wor-kbench平臺(tái)研究聯(lián)軸器工作狀態(tài)下的溫升分布,證明了外轉(zhuǎn)子永磁體溫度在允許工作范圍之內(nèi),最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試驗(yàn)證了文中有限元分析方法具有良好的可行性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：永磁渦流聯(lián)軸器 雙籠 有限元分析 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 引言16-17
• 1.2 磁力聯(lián)軸器國(guó)內(nèi)外研究狀況17-19
• 1.3 磁力聯(lián)軸器的種類(lèi)和特點(diǎn)19-24
• 1.3.1 永磁同步式磁力聯(lián)軸器19-21
• 1.3.2 永磁渦流式磁力聯(lián)軸器21-24
• 1.4 課題的研究背景和意義24-25
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計(jì)26-32
• 2.1 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器總體結(jié)構(gòu)方案26
• 2.2 外磁轉(zhuǎn)子材料選擇、工作點(diǎn)及其排布方式26-29
• 2.2.1 永磁材料的選擇26-27
• 2.2.2 磁體磁化方向及磁體排布方式27-28
• 2.2.3 永磁體尺寸及最佳工作點(diǎn)28-29
• 2.3 內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-31
• 2.3.1 內(nèi)轉(zhuǎn)子整體尺寸設(shè)計(jì)29-30
• 2.3.2 內(nèi)轉(zhuǎn)子槽數(shù)30
• 2.3.3 內(nèi)轉(zhuǎn)子槽形30-31
• 2.4 軟磁材料的選擇31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器電磁場(chǎng)理論分析32-45
• 3.1 電磁場(chǎng)分析理論32-39
• 3.1.1 等效磁路結(jié)構(gòu)32-34
• 3.1.2 永磁體氣隙磁場(chǎng)分析34-39
• 3.2 內(nèi)轉(zhuǎn)子等效電路分析39-42
• 3.3 永磁渦流聯(lián)軸器電磁轉(zhuǎn)矩分析42-43
• 3.4 電流集膚效應(yīng)分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器電磁場(chǎng)有限元分析45-69
• 4.1 電磁場(chǎng)有限元分析原理45-47
• 4.1.1 電磁場(chǎng)分析基本方程及有限元分析方法45-47
• 4.1.2 磁力聯(lián)軸器有限元數(shù)學(xué)模型47
• 4.2 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器性能仿真分析47-54
• 4.2.1 永磁渦流聯(lián)軸器的運(yùn)行特性分析50-51
• 4.2.2 永磁渦流聯(lián)軸器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性分析51
• 4.2.3 最大轉(zhuǎn)矩特性分析51-52
• 4.2.4 渦流損耗分析52-54
• 4.3 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器各參數(shù)對(duì)傳遞轉(zhuǎn)矩的影響54-68
• 4.3.1 內(nèi)轉(zhuǎn)子槽數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響54-55
• 4.3.2 永磁體磁極對(duì)數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響55-57
• 4.3.3 永磁體厚度對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響57-59
• 4.3.4 氣隙厚度對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響59-60
• 4.3.5 轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)徑對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響60-63
• 4.3.6 轉(zhuǎn)子槽口對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響63-65
• 4.3.7 上下籠間距對(duì)聯(lián)軸器傳遞性能的影響65-66
• 4.3.8 上下籠面積比對(duì)聯(lián)軸器性能的影響66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 雙籠式永磁渦流聯(lián)軸器溫度場(chǎng)有限元分析69-77
• 5.1 熱分析方法69
• 5.2 溫度場(chǎng)基本理論69-70
• 5.2.1 導(dǎo)熱基本定律69
• 5.2.2 導(dǎo)熱微分方程69-70
• 5.3 溫度場(chǎng)有限元分析70-76
• 5.3.1 熱源的確定70
• 5.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)70-71
• 5.3.3 對(duì)流傳熱系數(shù)71-73
• 5.3.4 三維溫度場(chǎng)有限元分析73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-81
• 6.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建77-78
• 6.2 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)78-79
• 6.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果分析79-80
• 6.4 本章小結(jié)80-81
• 第七章 總結(jié)與展望81-83
• 7.1 全文總結(jié)81-82
• 7.2 后續(xù)工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況85

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本文編號(hào)：1119692