永磁調速器是一種新型調速設備,具有軟啟動、易安裝、低維護、防過載、環(huán)境配置低等優(yōu)勢,在風機、水泵等通用型負載的調速領域具有非常大的應用前景。本文首先分析雙筒式永磁調速器的氣隙磁場變化,繼而得到感應電流分布情況,最后建立結構參數與傳遞特性之間的解析模型。主要研究內容如下:(1)基于等效磁荷法對雙筒式永磁調速器氣隙磁場進行分析,利用分段思想建立氣隙磁感應強度模型。結果表明,在允許的范圍內,增大耦合面積,降低氣隙厚度,增加磁極個數,減小永磁體軸向長度,增大徑向長度以及周向長度,則可以增大氣隙磁感應強度。(2)基于Maxwell方程組建立雙筒式永磁調速器感應電流的數學模型,利用樣機的結構參數進行實例計算。結果表明,當磁極對數越多、氣隙厚度越小、相對轉速越大、永磁體厚度越大時,感應電流就越強。(3)基于電磁學原理對雙筒式永磁調速器的傳遞轉矩、渦流損耗、傳遞效率進行分析,利用樣機的結構參數進行實例計算。結果表明,在允許的范圍內,增大耦合面積、適當增加磁極對數、增大導體半徑、減小氣隙厚度、增大永磁體厚度、增大導體電導率,則可以增大調速器的傳遞轉矩和渦流損耗,但發(fā)熱也就越嚴重。(4)采用有限元分析法驗證解析分析法的仿真結果。結果表明,雖然解析結果與有限元分析結果相比,存在一定誤差,但誤差在實際工程計算的可接受范圍內,且計算速度更快。因此,選用解析分析法輔助永磁調速器的設計與優(yōu)化具有一定的可行性。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH703.61
【部分圖文】：

負載的平均運行效率只有 41%，其節(jié)能潛力為 20%~40%[1]。因此，風機水泵的節(jié)能潛力還有較大的提升空間。針對風機水泵的節(jié)能方式，除了開發(fā)高效率的風機水泵設施外，改進風機水泵的調節(jié)方式也是一個有效途徑。大部分的風機、水泵設備均采用定速驅動，在變工況運行時，風機、水泵的運行狀態(tài)偏離高效運行點，且在風機的入口風門處、水泵的出口閥存在大量的節(jié)流損耗[2]。因此，實現風機、水泵的變速調節(jié)，有利于提高負載的運行效率、降低節(jié)流損耗，是一種簡單高效的節(jié)能方案[3]。針對風機水泵的變速調節(jié)方式，主要有兩種形式：一種是通過調節(jié)驅動電機的頻率來調節(jié)驅動轉速，從而調節(jié)負載轉速，如變頻器調速、電動機多級調速等方式；另一種是在驅動電機和負載之間加裝調速設備來進行調速，如液力耦合器、永磁調速器等方式。與傳統(tǒng)調速設備相比，永磁調速器具有軟啟動、易安裝、低維護、防過載、環(huán)境要求低等優(yōu)點，是一種新型調速設備，在通用型負載的調速領域具有非常大的應用前景[4-7]。永磁調速器主要由兩部分構成，分別為導體轉子和永磁轉子。當電機拖動導體轉子在永磁體生成的永久磁場中相對運動時，會切割磁力線產生感應電流，繼而產生感應磁場，感應磁場和永久磁場的相對作用，最終實現力或轉矩的無接觸傳遞。

西安理工大學碩士學位論文速器的結構差異，可分為圓盤式和圓筒式兩類。圓盤式永)圖所示，其導體轉子和永磁轉子均為盤狀結構，可實現之間的氣隙大小可實現轉矩和轉速的傳遞，盤式永磁調速中“Cu”表示銅導體盤，“PM”表示永磁盤，當氣隙間距越速也就越高。圓筒式永磁調速器的結構圖如圖 1-1 中(b)圖為筒狀結構，可實現磁通的徑向傳遞，通過調節(jié)兩轉子之的傳遞，筒式永磁調速器的耦合面積變化如圖 1-3 所示，，輸出轉速也就越高。

其導體轉子和永磁轉子均為盤狀結構，可實現磁子之間的氣隙大小可實現轉矩和轉速的傳遞，盤式永磁調速其中“Cu”表示銅導體盤，“PM”表示永磁盤，當氣隙間距越小速也就越高。圓筒式永磁調速器的結構圖如圖 1-1 中(b)圖均為筒狀結構，可實現磁通的徑向傳遞，通過調節(jié)兩轉子之速的傳遞，筒式永磁調速器的耦合面積變化如圖 1-3 所示，耦大，輸出轉速也就越高。(a)氣隙最小狀態(tài) (b)氣隙變大狀態(tài)圖 1-2 盤式永磁調速器的氣隙變化Fig.1-2 Air Gap Change of Disc Permanent Magnet Governor
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本文編號：2861350