温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

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。

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。

盘式磁力耦合器的解析计算方法

磁力耦合器与异步电动机的工作原理相同,本文基于异步电机的设计方法对磁力耦合器展开分析。将铜盘看作足够多导体并联而成的笼型转子,并将所有参数均折算到转子侧。通过对COX35型磁力耦合器的电动势、电磁转矩和轴向力的分析,结果表明该方法可以较好地满足工程计算要求,具有分析简便、概念清晰和精度较高的特点,解决了磁力耦合器的计算难题。

基于Ansoft的盘式磁力耦合器的仿真研究

盘式磁力耦合器是一中新型的传动装置。根据盘式磁力耦合器的机械结构和工作原理,利用Ansoft Maxwell软件对盘式磁力耦合器进行了三维建模和仿真分析,得出的磁感应强度云图和涡流密度矢量图验证了仿真设置的正确性,绘出了输出转矩与永磁体轴向长度、气隙和导体盘厚度所能传递力矩的影响曲线。为盘式磁力耦合器的设计提供了参考。

基于Workbench的盘式磁力耦合器的温度场分析

利用Ansys Workbench软件对盘式磁力耦合器进行三维建模和温度场有限元分析,结果表明:当气隙长度为5 mm,转差在300 r/min的工况下永磁体的最高温度达到232℃.在气隙长度不小于17 mm,转差在300 r/min以内的工况下盘式磁力耦合器的工作温度在100℃以下,其工作性能稳定,不会发生退磁现象.

实心盘式磁力耦合器转矩特性分析

针对磁力耦合器的输出转矩计算问题,以一台六对极间隔排布实心盘式磁力耦合器为研究对象,运用等效磁路法,将相邻涡流共同作用产生的感应磁场作为一条支路引入到等效磁路模型中,建立磁路分析计算模型,在考虑趋肤效应基础上,推导磁力耦合器输出转矩计算公式。运用三维有限元分析,模拟得到铜导体盘中磁通密度、涡流分布规律,以及稳定运行时耦合器输出转矩随气隙厚度、转速差的变化规律,并通过实验,将输出转矩实验值与计算值、模拟值进行对比验证,证实了计算模型的准确性,为磁力耦合器的转矩计算提供了较为准确的计算方法。

盘式实心磁力耦合器气隙磁场分布及转矩分析

针对一台9对极盘式实心磁力耦合器,为研究其气隙磁场分布及转矩,引入层理论模型,将磁力耦合器划分为非导电区域和导电区域两部分,推导二维标量磁位法,求解非导电区域的标量磁位和导电区域的磁场强度,同时引入卡特系数进行校正,推导出盘式实心磁力耦合器的气隙磁密和输出转矩公式;然后,通过有限元软件模拟得到磁力耦合器的三维气隙磁场分布、涡流分布和输出转矩,并分析了不同工作参数对输出转矩的影响;最后,搭建三维气隙磁场测量试验平台和传动试验平台进行三维气隙磁场和转矩的试验,所得试验结果与理论计算结果、仿真结果基本吻合。结果表明,推导的气隙磁密和输出转矩公式具有较高的准确性,为进一步研究盘式实心磁力耦合器的传动特性提供参考。

间隔排布型盘式磁力耦合器的输出转矩特性分析

针对间隔排布型盘式磁力耦合器的输出转矩特性问题,在考虑感应电流产生的感应磁场对原磁场影响的基础上,运用等效磁路法,建立其磁路计算模型,引入卡特系数,推导磁力耦合器的输出转矩公式。运用有限元模拟获得磁力耦合器的磁场分布、转矩变化曲线和机械特性曲线,分析感应磁场对原磁场的影响,并确定了最大转矩处的转差率不随耦合器气隙的改变而改变。最后,搭建试验平台,进行磁力耦合器的输出转矩测量试验。研究表明,最大转矩点的转速差不随气隙厚度的变化而变化;转速差小于120 r/min时,试验结果与理论计算结果、仿真结果基本一致,进一步验证间隔排布型盘式磁力耦合器输出转矩模型的准确性。

盘式实心异步磁力耦合器的机械特性与调速特性

机械特性与调速特性是调速型磁力耦合器的两项重要特性,通过对这两项特性的深入研究可以使得耦合器更好地实现调速功能。以盘式实心异步磁力耦合器为研究对象,建立其传动转矩的计算公式,从而推导出恒转矩负载与变转矩负载下的调速关系计算模型,并对转矩与调速关系进行了离散化求解。运用有限元法进行了磁力耦合器两种工作特性的模拟分析,获得了机械特性曲线与调速特性曲线,确定了该耦合器在恒转矩、变转矩两种负载下调速的最佳气隙区间;并试验测试了恒转矩负载与变转矩负载下的调速关系,从而验证了理论计算与模拟分析的正确性。

开槽型盘式异步磁力耦合器调速特性

针对盘式异步磁力耦合器的转速调控问题,以一台18极16槽的开槽型盘式磁力耦合器(SAAMC)为研究对象,基于等效磁路(MEC)法,结合卡特系数并考虑三维端部效应,建立磁路计算模型,推导出电磁转矩公式,分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。运用有限元软件模拟磁力耦合器的机械特性曲线、调速特性曲线及功率特性曲线,并结合不同负载的特性对磁力耦合器的调速性能进行分析,通过最大转矩点和最大功率点确定了三种工况下耦合器的调速范围及调速特性。最后,搭建恒转矩负载和二次方率负载的试验平台进行调速性能试验,所得试验值与理论计算值、仿真值较为一致。以上研究为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

盘式实心异步磁力耦合器的调速关系分析

气隙厚度对磁力耦合器的运行至关重要,通过改变气隙厚度实现耦合器的调速功能具有重要意义。为了研究盘式实心异步磁力耦合器的气隙厚度与调速性能之间的关系,结合等效磁路法与磁路的基尔霍夫定律建立了轴向充磁的耦合器模型。通过对模型进行解析计算得出耦合器的磁路参数,再结合三维修正系数与转矩公式得到耦合器的转矩表达式。此外,在恒转矩负载调速下,结合转矩表达式推导出气隙厚度与转差率的关系,得到调速关系式,从而研究得到盘式实心异步磁力耦合器的调速关系。利用Matlab对转矩表达式和调速关系式进行离散化求解,并用有限元仿真及实验进行对比分析,验证了调速关系在理论计算上的正确性,并为耦合器实现精确调速提供了理论依据。