筒式永磁联轴器传动特性解析算法及结构优化

永磁联轴器存在结构复杂、装配困难、抗偏载能力差等问题,传动性能评估中,有限元仿真计算时间长,解析计算准确性低。为此,设计了新型筒式永磁联轴器构型,梯形磁体与楔形插槽可实现永磁体自吸装配。针对该构型,提出了一种等效磁荷磁路解析计算方法计算传递转矩,并设计了一种吸斥复合永磁联轴器构型。对两种永磁联轴器在内外转子相对偏转0°~45°时的传递转矩、径向相对偏移-3.8~3.8 mm的受力情况进行了仿真及实验验证。研究结果表明,提出的解析算法较仿真结果误差减小50%,且解析计算用时由2 h缩短为2 min。与筒式构型相比,吸斥复合构型的径向偏载最大受力减小48.59%。最后为永磁联轴器设计优化提出了合理化建议。

永磁联轴器的应用与研究

永磁联轴器传动技术是基于磁力学基本理论,通过将永磁材料的磁力作用,对力和力矩进行无接触传递。相比于传统联轴器的传动方式,永磁联轴器具有显著的优势。特别在带式输送机设备上,由于其经常性出现重载启动、过载运行等情况,更能发挥其明显优势。于此之外,其具有减振、节能、免维护等诸多特点,成为发展趋势。

永磁联轴器传动力矩的一种新算法

永磁联轴器 (PMC)利用永磁材料的磁力作为两轴间无机械接触之转矩传递。传动转矩的计算是PMC设计的一项主要任务。本文对过去二十年来的相关研究作了简单的综述。半经验、半理论方法虽然简单 ,但有明显有足 ;有限元素法FEM能直观表达出磁场的分布 ,计算精度高 ,但计算费时 ;解析法有片电流法与等效磁荷法 ,可直接得出传动转矩的解析公式 ,所得结果与FEM分析结果十分相符。文章用等效磁荷法推出了传动转矩公式 ,与实测结果符合较好 ,可为永磁联轴器设计提供一个便利有效的方法。

永磁联轴器的磁路结构及其特性

根据磁学、力学的观点,永磁联轴器可以分成四类:涡流装置、磁滞传动、磁阻式同步联轴器、同步联轴器。重点分析了常用的同步联轴器的磁路结构及其特点。指出永磁联轴器的重要性能是脱开扭矩、扭转刚度、运动惯性、总体尺寸与装置成本。

基于改进布谷鸟搜索的轴向永磁联轴器模糊优化设计

研究了轴向永磁联轴器的结构优化设计。首先根据层模型理论,以轴向永磁联轴器的关键结构参数(气隙长度、铜盘厚度等)为设计变量,以成本最低、输出转矩最大以及涡流损耗最小3个性能为多优化目标,建立了轴向永磁联轴器的数学优化模型;其次是将混沌搜索和自校正权重引入到布谷鸟搜索方法中,提出了一种改进的布谷鸟搜索方法;然后,利用模糊理论将多目标优化问题转换为单目标问题,并运用改进布谷鸟搜索算法优化求解;最后,对结构参数优化后的轴向永磁联轴器性能进行了ANSYS仿真,而且制作样机并进行了试验测试。仿真和试验结果表明:提出的优化结果优于遗传算法和粒子群优化等方法,与标准模型相比,成本降低了9%,转矩提高了15%,涡流损耗减少了10%。

混合式永磁联轴器传动转矩计算及传动特性研究

基于目前常用的两种永磁联轴器:鼠笼式联轴器和盘式联轴器,提出了混合式永磁联轴器,这种新型联轴器具有轴向、径向力处于相对平衡的特点,能够解决传统鼠笼式磁力联轴器的径向不稳定和盘式磁力联轴器的轴向不稳定性,降低材料的刚度和强度要求以及安装成本。基于磁荷库伦定律,建立数学模型,对其传动转矩进行数值求解,并通过仿真实验方法对该转矩计算公式进行验证,探索该联轴器的传动特性。利用MATLAB对实验数据进行处理,对公式进行改进,使转矩计算公式包含永磁体所有的结构参数,得到能够应用于工程设计的转矩计算公式。

平面式永磁联轴器轴向力的计算与分析

依据等效磁荷理论建立了平面式永磁联轴器产生的轴向力的计算公式,并据此研究了磁极对数、磁隙对轴向力大小的影响及轴向力的变化规律,所得结果对联轴器的理论研究和工程设计具有重要参考价值。

永磁联轴器的系列化

永磁联轴器是通过永磁体的磁力将原动机与工作机联接起来的一种新型联轴器。简述了永磁联轴器的特点与应用,起草了CLT、CLN型永磁联轴器的专业标准,给出了系列尺寸与编制说明。

混合磁化永磁联轴器的优化设计

近年来,径向充磁的联轴器在工程中得到了广泛应用,但其加工和安装成本相对较高。若将永磁体加工成已加工的立方体磁块,在安装结构上更容易实现。由于混合磁化联轴器具有更好的传动特性:当径向磁化磁体体积等于切向磁化磁体体积时,具有最大传动扭矩,几乎是单一磁化型的2倍。所以可通过Maxwell对径向、切向混合充磁的永磁联轴器进行仿真计算,并对计算结果进行分析,找到这种磁力联轴器最佳结构:当Rmax=45 mm和内、外永磁体间隙为2 mm固定的条件下,磁极对数m=8,外磁体为37.2 mm×20 mm,内磁体为21.26 mm×16 mm,最大传递转矩可达251.5 N·m。

设计参数对盘式异步永磁联轴器转矩的影响

为减小永磁联轴器的径向尺寸以及转动惯量,通过Ansoft Maxwell对盘式异步永磁联轴器的工作过程进行仿真,讨论了永磁盘直径、永磁体厚度、永磁体极数等参数对联轴器所能传递转矩的影响,对比了不同功率、不同直径下永磁联轴器最优参数的差异。得出了适合Y132M-4电机(7.5k W)的盘式异步永磁联轴器的永磁盘最小直径为190mm,永磁盘直径和永磁体材料对其传递转矩影响较大,永磁体厚度和极数对其传递转矩影响较小。

设计参数对轴向永磁联轴器的影响

系统地介绍了轴向永磁联轴器的工作原理与特点。运用Ansoft软件初步分析联轴器的磁场强度和磁场矢量分布;根据等效磁荷理论建立轴向永磁联轴器的数学模型,通过大量的Matlab计算,分析联轴器关键参数(永磁体尺寸、磁偏角、磁极对数、气隙等)与转矩的关系,为设计提供依据。

交替极Halbach径向永磁联轴器特性分析

为解决传统径向永磁联轴器的转矩性能较低和漏磁通较多的问题,提出了一种新型的交替极Halbach径向永磁联轴器。采用数值分析方法与传统径向永磁联轴器的磁场性能进行了对比分析,验证了所提结构的合理性,再对影响传动特性的结构参数进行了深入探究,为该类型永磁联轴器的结构优化设计奠定了基础。

永磁联轴器设计原理

本文针对矿山行业立式破碎机,设计了一种永磁式联轴器。实验表明:这种非接触式永磁联轴器具有变动态密封为静态密封;变刚性传动为柔性传动、减小振动、过载保护等优点。

永磁联轴器在空气预热器驱动装置中的应用

永磁联轴器系统配置在空气预热器驱动装置中应用相对较少,目前呈增多趋势,在此对永磁联轴器在空气预热器传动装置中的应用及系统配置方案进行讨论。

永磁联轴器保护报警装置的设计及实现

永磁联轴器是电机和负载间的重要传动装置,永磁联轴器损坏,会导致设备故障,增加维护成本。目前市面上一般只针对永磁体的温度进行监测保护,而忽略了对电机电流及震动的保护监测,如果能增加对相关问题的监测,可以减少设备故障率,确保设备安全运行,减少维护成本。现设计一永磁联轴器款保护报警装置,使用单片机控制,通过温度、震动、电流等相关传感器监测永磁联轴器的工作状态,在不正常运行时,做出保护反应并发出声光报警,使用触摸屏进行用户信息交互,具有历史报警数据存储功能。

新型双段Halbach阵列轴向永磁联轴器的多目标优化

为了解决传统双段Halbach轴向永磁联轴器转矩性能较低的问题,提出一种新型双段Halbach轴向永磁联轴器,并以转矩性能为优化目标进行多目标优化。采用3D有限元法对新型双段HAMC进行建模,主要分析新型阵列的每个关键参数对新型双段HAMC转矩和转矩密度的影响。通过参数分析,发现转矩和转矩密度不能同时达到最优,需要对提出的新型双段HAMC进行多目标优化,则建立转矩和转矩密度的多项式回归模型和非支配排序遗传算法Ⅱ,以获得转矩和转矩密度的极大值。优化之后的新型双段HAMC,转矩提高了5.60%,转矩密度提高了4.19%。通过气隙磁密与转矩性能分析,进一步验证了新型结构的合理性和多目标优化方法的有效性。

径向型永磁联轴器传动转矩的数值计算

应用表面磁荷间的作用力,导出了同步径向型永磁联轴器传动扭矩的计算公式。考虑了轭铁的影响。扭矩公式表示成有限个单元函数的求和形式,易于程序化。利用导出的公式可迅速进行联轴器的几何尺寸与材料性能等参数分析。计算结果与其它算法比较偏差较小,满足工程设计需要。

Halbach轴向永磁联轴器的转矩分析与优化

为了提升Halbach轴向永磁联轴器永磁体利用率,采用转矩谐波分析与粒子群优化算法对Halbach轴向永磁联轴器进行分析与优化。建立Halbach轴向永磁联轴器的3D有限元模型,推导气隙磁密与转矩的傅里叶级数表达式。在有限元分析和计算的基础上,对气隙谐波次数和端部效应进行分析,发现特定的谐波分量可以有效产生稳定的转矩。为了定量比较和提升转矩性能,对Halbach阵列关键参数进行参数分析,对比多种基于粒子群算法的优化方法,采用数学模型与优化算法相结合的设计优化方法对Halbach轴向永磁联轴器进行优化。在转矩相同的约束下,优化后的Halbach轴向永磁联轴器转矩密度提升7.56%。通过有限元仿真结果验证了转矩谐波分析与粒子群优化方法的有效性。

磁联轴器综述

磁联轴器是近代发展起来的一门新技术,它是有毒介质泵及特殊搅拌器正常工作的主要器件,因此常应用在一些特殊的场合中。本文介绍了磁联轴器的结构,分类,基本理论和工作性能,希望在安装此类设备时有所帮助。

圆筒式永磁联轴器磁场仿真分析及结构优化设计

为确保乏燃料后处理厂混合澄清槽搅拌装置的永磁联轴器长期安全可靠运行,对永磁联轴器进行磁场仿真分析及结构优化设计。采用有限元方法建立三维磁场仿真模型,建模过程充分考虑联轴器的实际运行工况。首先,考察磁极对数、磁极厚度、磁场气隙、磁转角对磁转矩的影响。其次,通过温度场仿真分析考察转速对联轴器温升的影响。最后,以降低联轴器的隔离套温升为目标,对其进行结构优化设计并进行仿真分析。结果表明:优化结构的隔离套温升得到明显减小。控制联轴器温升可有效降低永磁联轴器退磁失效风险。研究成果可为同类型联轴器设计提供参考。