永磁磁力耦合器具有良好的軟啟動(dòng)和過(guò)載保護(hù)特性,且具有傳遞效率高、節(jié)能、環(huán)保、防爆、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝精度要求不高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)永磁磁力耦合器設(shè)計(jì)特點(diǎn)及性能進(jìn)行如下研究:首先,通過(guò)磁路計(jì)算的方法,推導(dǎo)出傳遞轉(zhuǎn)矩和渦流損耗的計(jì)算公式,利用Matlab軟件進(jìn)行編程計(jì)算,對(duì)永磁磁力耦合器樣機(jī)的銅盤、永磁體盤的尺寸、永磁體極數(shù)、及氣隙長(zhǎng)度進(jìn)行了設(shè)計(jì),為永磁磁力耦合器的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。其次,在Maxwell中建立了樣機(jī)的有限元分析模型,仿真出樣機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí),樣機(jī)各部分的磁密、渦流密度,及氣隙磁密的分布。基于該有限元模型,研究了樣機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差功率、軸向力與轉(zhuǎn)差速度的關(guān)系,隨著轉(zhuǎn)差速度的減小,傳遞轉(zhuǎn)矩先增大后減小,轉(zhuǎn)差損耗逐漸減小,效率逐漸增大,軸向力由吸力轉(zhuǎn)變?yōu)槌饬?當(dāng)吸力與斥力相等時(shí),傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值。再次,基于Ansys Workbench軟件仿真分析了額定負(fù)載及最大負(fù)載運(yùn)行時(shí),樣機(jī)各部分的溫度分布,結(jié)果顯示最高溫度出現(xiàn)在銅盤上,永磁材料的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其安全工作溫度,不會(huì)發(fā)生退磁現(xiàn)象。結(jié)合樣機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況,通過(guò)應(yīng)力場(chǎng)分析校核最易發(fā)生變形的永磁體盤,其最大變形量小... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圓盤式磁力耦合器結(jié)構(gòu)

-8-1-銅盤 2-驅(qū)動(dòng)軸 3-永磁體盤 4-控制執(zhí)行器 5-負(fù)載軸圖 2-1 永磁磁力耦合器結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 structure of permanent magnetic coupler耦合器的工作原理如圖 2-2 所示，執(zhí)行器的作用，可以調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。在啟動(dòng)電機(jī)的氣隙調(diào)整到最大值。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)銅動(dòng)，如圖 a）所示，實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)，然后調(diào)整間隙即銅盤切斷磁力線并在銅盤中產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)，其所示。當(dāng)傳輸速度增加時(shí)，銅盤與永磁體之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)到負(fù)載的需要，如圖 c）所示。

2.2 永磁磁力耦合器設(shè)計(jì)程序編制負(fù)載輸出轉(zhuǎn)矩是衡量永磁磁力耦合器的主要標(biāo)準(zhǔn)，但與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算同，主要需要渦流損耗產(chǎn)生，因此精確的計(jì)算轉(zhuǎn)矩是非常困難的。永磁磁力合器的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但其磁場(chǎng)分布較為復(fù)雜，所以存在諸多素影響其輸出轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。當(dāng)前從國(guó)內(nèi)、外的文獻(xiàn)來(lái)看，有關(guān)永磁磁力耦合的分析及計(jì)算大多采用簡(jiǎn)化計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法。本章根據(jù)永磁磁耦合器的基本磁路結(jié)構(gòu)，根據(jù)已有的計(jì)算方法，分析了銅盤和永磁體的尺寸材料特性對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響。2.2.1 永磁磁力耦合器的磁路結(jié)構(gòu)a）起動(dòng)狀態(tài) b）中間狀態(tài) c）負(fù)載狀態(tài)圖 2-2 永磁耦合器工作原理圖Fig.2-2 working principle of permanent magnet coupler

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本文編號(hào)：3341773