外笼型转子磁力耦合器散热翅片研究与设计

针对外笼型转子磁力耦合器调速状态产生热功耗从而产生较大的温升问题,在其外转子外部加装散热翅片以达到减小温升的目的。磁力耦合器工作时转速较大,对传统直翅片翅根底部强度要求较高,结合磁力耦合器工作原理提出了一种斜翅片,以增大轴向空气的流量,提高散热效率。分别从材料、倾斜角度及翅片间隔等方面进行研究设计,结果表明,在确定加工尺寸的前提下,散热面积相同时,斜翅片所需加工材料较直翅片少,最佳散热效率的翅片角度为60°且永磁体温度降低约12.75℃;通过改变翅片间距(即改变总散热面积),得出最佳翅片间距为6 mm,散热能力较其他间距提升约10%。理论计算值与仿真值对比相差约为6.34%,符合设计预期。

外笼型转子磁力耦合器温度场分析

针对现有笼型转子散热条件差,永磁体易退磁等缺点,提出一种外笼型转子磁力耦合器(OSRMC)。基于OSRMC组成结构及运行原理,给出其热分析模型及损耗原理,并依此论证了OSRMC在转差为33.3%时,其所产生的热功耗最大(为4/27倍的额定功率)。基于传热学原理,给出了OSRMC两种主要的热量交换方式及导热微分方程,并基于集群解析法与区域剖分法得到了OSRMC的有限元法仿真结果。结果表明:OSRMC的主要换热方式为热对流,其主要温升位于笼条与永磁体的耦合处并沿轴向逐渐降低;集群解析法与区域剖分法计算精度相当,但区域剖分法计算速度较快,网格划分难度较大。