發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 01:18

  本文關(guān)鍵詞：新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 永磁聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 永磁傳動(dòng)參數(shù) 調(diào)速性能 控制過(guò)程

【摘要】：永磁聯(lián)軸器脫胎于永磁傳動(dòng)技術(shù),具有非接觸傳遞、軟啟動(dòng)、自帶過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。高性能永磁材料釹鐵硼被開發(fā)出來(lái)之后,永磁聯(lián)軸器的成本大大降低。人們對(duì)它的關(guān)注和研究越來(lái)越多,開發(fā)出了不同形式、不同功能的永磁聯(lián)軸器,例如盤式永磁聯(lián)軸器、筒式永磁聯(lián)軸器、限矩型永磁聯(lián)軸器、調(diào)速型永磁聯(lián)軸器等等,使聯(lián)軸器的應(yīng)用場(chǎng)合大大增加�？烧{(diào)速永磁聯(lián)軸器通過(guò)改變銅環(huán)和永磁盤之間的間隙改變輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。目前通行的可調(diào)速異步永磁聯(lián)軸器存在諸多不足,包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)不利、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大等等。針對(duì)上述不足,本文以一臺(tái)功率為7.5kW,轉(zhuǎn)速1440r/min的電機(jī)(型號(hào)為Y132M-4)為原動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、調(diào)節(jié)精確的盤式異步可調(diào)速永磁聯(lián)軸器。隨后分別用數(shù)值計(jì)算和有限元仿真兩種方法對(duì)轉(zhuǎn)矩傳遞桿進(jìn)行強(qiáng)度校核,驗(yàn)證了轉(zhuǎn)矩傳遞桿可以滿足力學(xué)性能。設(shè)計(jì)出新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器之后,需對(duì)其永磁傳動(dòng)部分的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在ANASY Maxwell中創(chuàng)建永磁傳動(dòng)部分的模型,然后控制變量,分別對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真分析,得出在本課題的條件下,最優(yōu)永磁體極數(shù)為12極,最優(yōu)永磁體厚度為30mm,最優(yōu)銅環(huán)厚度為5mm,銅環(huán)和永磁體之間的最小間隙為2mm,最大間隙為20mm。調(diào)速機(jī)構(gòu)是可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的重要組成部分。調(diào)速性能的好壞直接影響到聯(lián)軸器的工作性能。為研究調(diào)速系統(tǒng)的性能,首先推導(dǎo)出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,然后將這兩個(gè)模型結(jié)合起來(lái)導(dǎo)入到MATLAB Simulink中,進(jìn)行仿真分析。從仿真結(jié)果可以看出,添加編碼器反饋后,調(diào)速性能有明顯的改善,選擇合適的放大器參數(shù)后,系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能,滿足要求。完成新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與研究之后,還要設(shè)計(jì)其控制方案,使新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器在工作時(shí)能滿足各種要求。為此,本文首先明確了新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制要求,針對(duì)要求設(shè)計(jì)出了伺服調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行控制線路圖,然后編寫了PLC的控制程序,使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,滿足控制要求。最后用西門子S7-200 CN對(duì)編寫的程序進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,程序中沒(méi)有錯(cuò)誤,PLC可以正常運(yùn)行。綜上所述,新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器不僅可以解決目前可調(diào)速永磁聯(lián)軸器中的問(wèn)題,還具有成本低廉、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)分析,可以發(fā)現(xiàn)新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器在力學(xué)方面、永磁傳動(dòng)方面、調(diào)速性能方面均能滿足要求。
【關(guān)鍵詞】：永磁聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 永磁傳動(dòng)參數(shù) 調(diào)速性能 控制過(guò)程
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH133.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及意義10
• 1.2 永磁聯(lián)軸器的分類10-12
• 1.3 永磁傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展歷程12-13
• 1.4 永磁聯(lián)軸器的發(fā)展?fàn)顩r13-15
• 1.4.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.5 課題的研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及原理16-18
• 2.2 主要零部件的作用18-19
• 2.3 轉(zhuǎn)矩傳遞桿的強(qiáng)度校核19-24
• 2.3.1 數(shù)值計(jì)算20-22
• 2.3.2 有限元分析22-24
• 2.4 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的傳動(dòng)參數(shù)優(yōu)化26-36
• 3.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器傳動(dòng)部分的模型26-29
• 3.2 永磁體極數(shù)的確定29-31
• 3.3 永磁體尺寸的確定31-32
• 3.3.1 永磁體截面形狀的確定31-32
• 3.3.2 永磁體厚度的確定32
• 3.4 銅環(huán)尺寸的確定32-34
• 3.4.1 銅環(huán)內(nèi)外徑的確定33
• 3.4.2 銅環(huán)厚度的確定33-34
• 3.5 最大間隙與最小間隙的確定34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 4 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的調(diào)速性能研究36-49
• 4.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型36-42
• 4.2 絲杠傳動(dòng)部分的數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.3 伺服調(diào)速系統(tǒng)仿真分析43-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 5 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制過(guò)程49-62
• 5.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制要求49-50
• 5.2 控制線路圖50-53
• 5.3 PLC控制程序53-57
• 5.4 PLC控制實(shí)驗(yàn)57-61
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)用具57
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)步驟57-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果67-68
• 致謝68

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