【摘要】：可調(diào)速籠型異步磁力耦合器作為集多種技術(shù)于一體的新型傳動(dòng)裝置,能夠無接觸傳遞扭矩,具有柔性啟動(dòng)、過載保護(hù)、隔震降噪、允許對(duì)中誤差等特點(diǎn),通過調(diào)節(jié)主、從轉(zhuǎn)子之間的氣隙可實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的控制,且當(dāng)對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載進(jìn)行調(diào)速時(shí),能起到較好的節(jié)能效果,鑒于此類設(shè)備的諸多優(yōu)點(diǎn),對(duì)其的理論研究具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。本文圍繞可調(diào)速籠型異步磁力耦合器開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:(1)對(duì)可調(diào)速籠型異步磁力耦合器的電磁轉(zhuǎn)矩及調(diào)速關(guān)系模型進(jìn)行分析計(jì)算。通過等效磁路法對(duì)磁力耦合器磁路進(jìn)行分析,得到磁路中的各個(gè)磁阻,根據(jù)基爾霍夫定律并引入卡特系數(shù)求得磁力耦合器氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式,基于不同類型負(fù)載所表現(xiàn)出的負(fù)載特性,分別建立磁力耦合器在三種類型負(fù)載工況下的調(diào)速關(guān)系模型,并對(duì)調(diào)速關(guān)系模型進(jìn)行求解分析。(2)對(duì)可調(diào)速籠型異步磁力耦合器的調(diào)速性能及其影響因素進(jìn)行模擬分析,得出變氣隙下電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率均約為17%;輸出功率在變氣隙下均存在最大值,且隨著氣隙的增大,輸出功率達(dá)到最大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率也逐漸增加;由于負(fù)載特性不同,磁力耦合器不同負(fù)載工況下的調(diào)速性能也有所不同,基于調(diào)速性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)三種不同負(fù)載工況下的調(diào)速性能進(jìn)行對(duì)比分析,可發(fā)現(xiàn)此類設(shè)備在變轉(zhuǎn)矩負(fù)載工況下的調(diào)速性能最優(yōu);隨著槽數(shù)、極對(duì)數(shù)的增加磁力耦合器的調(diào)速性能逐漸下降,而隨著極弧系數(shù)的增加磁力耦合器的調(diào)速性能保持不變。(3)對(duì)可調(diào)速籠型異步磁力耦合器的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了模擬分析,結(jié)果表明:隨著氣隙的增大,不同工況下的輸出轉(zhuǎn)速均逐漸降低且降幅愈加明顯,而磁力耦合器銅層中的感應(yīng)電流密度逐漸增強(qiáng),相應(yīng)的渦流損耗也不斷增加;當(dāng)氣隙固定時(shí),隨著恒負(fù)載轉(zhuǎn)矩值、變負(fù)載系數(shù)以及恒功率負(fù)載值的增加,輸出轉(zhuǎn)速均出現(xiàn)不同程度的下降,而渦流損耗不斷增加;磁力耦合器軸向力隨著氣隙的減小逐漸增加,當(dāng)氣隙厚度小于3mm時(shí),軸向力迅速增加;氣隙厚度和轉(zhuǎn)差率均會(huì)對(duì)軸向力造成影響,但經(jīng)對(duì)比得知,氣隙對(duì)軸向力的影響明顯強(qiáng)于轉(zhuǎn)差率對(duì)軸向力的影響。(4)搭建工作性能試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)可調(diào)速籠型異步磁力耦合器傳動(dòng)性能進(jìn)行測試,得到了非負(fù)載工況下的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律和變氣隙下磁力耦合器機(jī)械特性曲線;分別將樣機(jī)置于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、變轉(zhuǎn)矩負(fù)載工況下進(jìn)行調(diào)速性能測試,測得兩種負(fù)載工況不同輸入轉(zhuǎn)速下氣隙厚度與輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)速差的關(guān)系,通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),測量結(jié)果與計(jì)算結(jié)果、模擬結(jié)果相吻合。
【圖文】：

gnaDrive 公司合作，成功研制了試并成功通過驗(yàn)收，，實(shí)現(xiàn)了該型增長的大背景下，A.Wallce 從節(jié)調(diào)速裝置和永磁調(diào)速裝置進(jìn)行了與大型風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備結(jié)合使用分離變量法對(duì)磁力耦合器進(jìn)行研到了磁力耦合器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電磁對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響性分析，結(jié)轉(zhuǎn)矩要高于采用單一結(jié)構(gòu)，且電磁25]公司開發(fā)了一種智能磁力耦合過載保護(hù)和軟啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，且降 10%可節(jié)省 20%的電能，圖 1

圖 1.2 雙邊型永磁渦流耦合器[26]Fig.1.2 Bilateral permanent magnet eddy current coupler[26]2015 年，Thierry Lubin 和 Abderrezak Rezzoug[27]針對(duì)盤式異步磁力耦合用 Maxwell 應(yīng)力張量法并考慮了三維效應(yīng)的影響，推導(dǎo)出了適用于靜態(tài)和轉(zhuǎn)速差狀態(tài)下的輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型，可用于分析兩種狀態(tài)時(shí)磁力耦合器的能，使用 COMSOL 軟件對(duì)磁力耦合器靜態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性、結(jié)構(gòu)參數(shù)影響時(shí)的啟動(dòng)性能進(jìn)行了分析，得到的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相吻合。2017 年，Abram S. Erasmus[28,29]針對(duì)雙邊永磁徑向磁通式磁力耦合器的矩，提出了考慮氣隙磁場諧波和三維效應(yīng)影響的半解析計(jì)算方法，通過磁體幾何尺寸變化對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響性分析，指出當(dāng)徑向磁通式磁力耦合器的長于 0.2 時(shí)，用于修正三維效應(yīng)影響的 Russell 系數(shù)將變得不準(zhǔn)確。2017 年，Emanuel G. Marques 等[30]利用插入式隔離拓?fù)洳⒔Y(jié)合無線充，為電動(dòng)汽車蓄電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電磁式磁力耦合器（圖 1.3），該型
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH139

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2616828