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導體盤開槽的盤式永磁渦流聯軸器轉矩特性

來源:未知 發布時間:2021-01-22熱度:
永磁渦流聯軸器作為一種磁力傳動和調速安裝曾經在工業消費中得到了普遍應用[1],從電勵磁到永磁體勵磁,曾經閱歷了半個多世紀的開展進程。20世紀60年代,英國人E.J.DAVIES對電勵磁渦流...

永磁渦流聯軸器作為一種磁力傳動和調速安裝曾經在工業消費中得到了普遍應用[1],從電勵磁到永磁體勵磁,曾經閱歷了半個多世紀的開展進程。20世紀60年代,英國人E.J.DAVIES對電勵磁渦流聯軸器做了綜合剖析,論述了渦流聯軸器的穩態理論,剖析了安裝參數對轉矩峰值的影響,給出了規范的轉矩速度關系式,并經過實驗考證了卻論的正確性[2]。隨同著永磁資料性價比的不時提升,永磁渦流聯軸器的研討惹起了普遍注重。美國Magna Force公司工程師A.Wallace對盤式永磁渦流聯軸器停止了對中測試、效率測試,并樹立了等效層模型剖析計算不同轉差、氣隙下的轉矩輸出值[3-4]。
倫敦帝國學院的Hamideh K.Razavi和Michael U.Lampérth提出了對盤式永磁渦流聯軸器的銅導體盤停止開槽設計以減少雜散渦流,進步徑向渦流密度來進步轉矩輸出,并指出對開槽的導體盤填充鐵磁資料可進一步進步轉矩輸出才能[5]409。在此根底上,上海交通大學代欣樹立了導體盤開槽后安裝的解析計算模型,同時思索了槽和鐵芯凸起對感應渦流的影響,剖析了時空諧波對轉矩的影響,并比照了二維解析計算結果和三維有限元仿真結果,剖析了兩者之間的誤差緣由[6]。與此同時,東南大學林鶴云團隊也停止了深化的研討,剖析了永磁渦流聯軸器的構造參數對轉矩、軸向力、渦流損耗的影響規律[7],并應用子域法剖析了永磁渦流聯軸器的特性,推導出了簡約的轉矩表達式[8],樹立了Halbach充磁方式下的通用解析模型,剖析了恣意轉速差下的電磁力大小,同時剖析了永磁體背鐵厚度和導體盤背鐵感應渦流大小對輸出轉矩的影響[9]。東北大學王大志團隊用永磁體斜極的方式削弱開槽永磁渦流的齒槽轉矩,并對安裝停止優化,減少了轉矩動搖[10-11]。同時,江蘇大學的楊超君團隊對盤式永磁渦流聯軸器的轉矩和影響要素停止了研討剖析[12]。
在以上大量研討的根底上,作者對導體盤開槽的盤式永磁吸盤渦流聯軸器的轉矩停止了剖析。對開槽數量、不同的極槽配合停止研討,最后給出合理的開槽構造。使安裝輸出轉矩進步的同時,減小轉矩動搖,從而進步渦流調速安裝的轉矩控制精度,加強傳輸的穩定性。在礦井機械傳動等請求大功率傳輸的系統中,在安裝體積大小相同的狀況下,所提出的構造能夠平穩地進步轉矩傳送才能,具有理想的應用價值。最后,經過有限元仿真證明構造的正確性。1盤式永磁渦流聯軸器根本構造和原理盤式永磁渦流聯軸器的構造表示圖如圖1所示,由圖1能夠看出,電機軸與導體盤相銜接,負載軸與永磁體盤相銜接。
為保證磁場有充足的回路,銅導體側和永磁體側均裝置有背鐵,永磁體N極、S極呈交替環狀排列。實踐中電機軸與負載軸之間裝置有螺旋機構,用來控制調理氣隙的大小。圖1永磁渦流聯軸器構造表示圖當電機帶動導體側旋轉時,與永磁體側產生相對運動,由電磁場理論學問可知,銅導體內會感應出渦流,此時渦流感生出磁場與永磁體的磁場互相作用從而帶動負載軸同向旋轉。
同時,還能夠經過螺旋機構調理氣隙的大小來控制滲入導體內磁場強度的大小,進而影響渦流感應出的磁場大小,使永磁體側輸出能夠變化的轉矩,這是永磁渦流安裝調速的根本原理。2導體盤開槽構造剖析如圖2所示,圖2(a)為開槽之后的銅盤模型,圖2(b)為有凸起的銅盤側背鐵模型,凸起的外形和數量與導體盤開槽的數量外形大小互相匹配,使導體盤能夠剛好嵌套進去。文獻[5]405指出,經過強迫規劃渦流途徑來減少雜散渦流能夠進步轉矩輸出,減少不用要的渦流損耗,同時能夠進步安裝的效率。

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