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导体盘开槽的盘式永磁涡流联轴器转矩特性

来源:未知 发布时间:2021-01-22热度:
永磁涡流联轴器作为一种磁力传动和调速安装曾经在工业消费中得到了普遍应用[1],从电励磁到永磁体励磁,曾经阅历了半个多世纪的开展进程。20世纪60年代,英国人E.J.DAVIES对电励磁涡流...

永磁涡流联轴器作为一种磁力传动和调速安装曾经在工业消费中得到了普遍应用[1],从电励磁到永磁体励磁,曾经阅历了半个多世纪的开展进程。20世纪60年代,英国人E.J.DAVIES对电励磁涡流联轴器做了综合剖析,论述了涡流联轴器的稳态理论,剖析了安装参数对转矩峰值的影响,给出了规范的转矩速度关系式,并经过实验考证了却论的正确性[2]。随同着永磁资料性价比的不时提升,永磁涡流联轴器的研讨惹起了普遍注重。美国Magna Force公司工程师A.Wallace对盘式永磁涡流联轴器停止了对中测试、效率测试,并树立了等效层模型剖析计算不同转差、气隙下的转矩输出值[3-4]。
伦敦帝国学院的Hamideh K.Razavi和Michael U.Lampérth提出了对盘式永磁涡流联轴器的铜导体盘停止开槽设计以减少杂散涡流,进步径向涡流密度来进步转矩输出,并指出对开槽的导体盘填充铁磁资料可进一步进步转矩输出才能[5]409。在此根底上,上海交通大学代欣树立了导体盘开槽后安装的解析计算模型,同时思索了槽和铁芯凸起对感应涡流的影响,剖析了时空谐波对转矩的影响,并比照了二维解析计算结果和三维有限元仿真结果,剖析了两者之间的误差缘由[6]。与此同时,东南大学林鹤云团队也停止了深化的研讨,剖析了永磁涡流联轴器的构造参数对转矩、轴向力、涡流损耗的影响规律[7],并应用子域法剖析了永磁涡流联轴器的特性,推导出了简约的转矩表达式[8],树立了Halbach充磁方式下的通用解析模型,剖析了恣意转速差下的电磁力大小,同时剖析了永磁体背铁厚度和导体盘背铁感应涡流大小对输出转矩的影响[9]。东北大学王大志团队用永磁体斜极的方式削弱开槽永磁涡流的齿槽转矩,并对安装停止优化,减少了转矩动摇[10-11]。同时,江苏大学的杨超君团队对盘式永磁涡流联轴器的转矩和影响要素停止了研讨剖析[12]。
在以上大量研讨的根底上,作者对导体盘开槽的盘式永磁吸盘涡流联轴器的转矩停止了剖析。对开槽数量、不同的极槽配合停止研讨,最后给出合理的开槽构造。使安装输出转矩进步的同时,减小转矩动摇,从而进步涡流调速安装的转矩控制精度,加强传输的稳定性。在矿井机械传动等请求大功率传输的系统中,在安装体积大小相同的状况下,所提出的构造能够平稳地进步转矩传送才能,具有理想的应用价值。最后,经过有限元仿真证明构造的正确性。1盘式永磁涡流联轴器根本构造和原理盘式永磁涡流联轴器的构造表示图如图1所示,由图1能够看出,电机轴与导体盘相衔接,负载轴与永磁体盘相衔接。
为保证磁场有充足的回路,铜导体侧和永磁体侧均装置有背铁,永磁体N极、S极呈交替环状排列。实践中电机轴与负载轴之间装置有螺旋机构,用来控制调理气隙的大小。图1永磁涡流联轴器构造表示图当电机带动导体侧旋转时,与永磁体侧产生相对运动,由电磁场理论学问可知,铜导体内会感应出涡流,此时涡流感生出磁场与永磁体的磁场互相作用从而带动负载轴同向旋转。
同时,还能够经过螺旋机构调理气隙的大小来控制渗入导体内磁场强度的大小,进而影响涡流感应出的磁场大小,使永磁体侧输出能够变化的转矩,这是永磁涡流安装调速的根本原理。2导体盘开槽构造剖析如图2所示,图2(a)为开槽之后的铜盘模型,图2(b)为有凸起的铜盘侧背铁模型,凸起的外形和数量与导体盘开槽的数量外形大小互相匹配,使导体盘能够刚好嵌套进去。文献[5]405指出,经过强迫规划涡流途径来减少杂散涡流能够进步转矩输出,减少不用要的涡流损耗,同时能够进步安装的效率。

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