开槽盘式磁力耦合器电磁转矩理论分析

对于开槽盘式磁力耦合器输出转矩的求解,提出了一种能够考虑磁路中各支路差异性以及相互作用的等效磁路法。导体转子采用的开槽形式,使得磁路中永磁体对应的气隙、导体和齿槽组成的支路并不相同,各支路的具体形式和内外转子相对位置有关;所提方法考虑各永磁体块所对应不同支路对电磁转矩的影响,并把整个磁路作为一个整体进行求解,考虑了各支路间的相互作用,提高了开槽盘式磁力耦合器输出转矩的计算精度。最后,利用所提方法对磁力耦合器不同滑差率、不同极弧系数和不同开槽比下的输出转矩进行了预测,并通过三维有限元分析和实验进行理论验证。经验证,所提方法能够满足工程应用的准确性要求。

开槽盘式磁力耦合器气隙磁场及转矩分析

针对求解开槽盘式磁力耦合器气隙磁场和转矩的问题,引入子域分析模型,将磁力耦合器沿轴向划分为5个区域,在各区域分界面处建立边界方程;根据开槽盘式磁力耦合器从动盘轭齿与导体交替排列的特性,分别推导了轭齿与铜导体区内的矢量磁位公式;针对端部效应,运用许-克变换对齿槽端面处的磁通密度进行修正;在分别得出轭铁与导体处矢量磁位的基础上,推导得出气隙磁场与电磁转矩公式;将开槽盘式磁力耦合器的结构参数代入理论模型,计算得出轴向气隙磁场分布与机械特性曲线。将计算结果与有限元模拟结果进行对比分析,验证了理论模型的准确性并分析了产生误差的原因。

开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能,以等效磁荷理论为基础,将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体,结合库伦定律,建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型;通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析,确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明,随着径向不对中量的增大,磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小,从而引起耦合器最大磁感应强度增大,铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小;同时,二者随时间变化的曲线波动也越来越显著,当径向不对中量不超过6 mm时,开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩,其转矩波动也相对稳定。

考虑温升影响的开槽型盘式磁力耦合器传动特性

针对开槽型盘式磁力耦合器温升影响下的传动特性研究,以一台9对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,运用二维标量磁位法,建立磁力耦合器二维层模型,在考虑永磁磁场和感应磁场相互耦合的基础上,结合温度变化对永磁体剩磁的影响,推导盘式磁力耦合器的磁感应强度、输出转矩理论公式;通过有限元模拟分析,研究不同工作温度、不同气隙厚度下的磁场分布、输出转矩特性以及感应电流分布,并探究其变化规律;最后搭建试验平台测量耦合器的气隙磁场、输出转矩,对比分析其理论值与模拟值、试验值,验证理论模型的准确性,为研究考虑温升影响下开槽型盘式磁力耦合器的传动特性提供了理论依据。