调速型筒式异步磁力耦合器传动性能与调速性能研究

发布时间：2017-11-21 20:17

  本文关键词：调速型筒式异步磁力耦合器传动性能与调速性能研究

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【摘要】：调速型筒式异步磁力耦合器是基于电磁感应原理工作的一种新型传动装置,它不仅具有传统磁力耦合器诸如隔震、无接触传动、过载保护等优点,同时还可以根据实际工况调节内、外转子的啮合长度来达到调节输出转速的目的,当其驱动风机和泵类负载时,能起到很好的节能效果。因此,磁力耦合器正广泛地运用于机械传动领域的各种场合,具有极其重要的工程应用价值,所以对于调速型筒式异步磁力耦合器的理论研究也就具有十分重要的学术价值。本文对调速型筒式异步磁力耦合器进行了如下几个方面的研究:(1)对调速型筒式异步磁力耦合器的电磁转矩进行理论分析计算,针对双层实心结构,采用磁路模型进行磁阻结构分析,使用等效磁路法得到磁力耦合器的主磁阻、漏磁阻和磁动势,通过基尔霍夫电压与电流定律求得磁力耦合器静态下的气隙磁感应强度,并结合转矩计算公式与三维修正系数公式得到磁力耦合器的最终转矩公式。对磁力耦合器效率公式进行推导,得到其传动效率表达式,并获得效率与转差率之和为1的结论。(2)针对磁力耦合器在静态、瞬态下的整体磁感应强度和气隙磁感应强度进行研究,得出瞬态下的整体磁感应强度和气隙磁感应强度均大于静态下的整体磁感应强度和气隙磁感应强度;针对铜层的电流密度分布进行研究,同时得出影响磁力耦合器传动性能的轴向电流密度分布规律为电流密度的最大值在铜层中间位置,并沿轴向逐渐减小;模拟得到磁力耦合器电磁转矩与转差率的关系,随着转差率的增大,电磁转矩不断增大,并与计算值进行比较,结果两者具有较好的一致性;得出磁力耦合器运行效率与转差率的关系,随着转差率的增大,磁力耦合器的传动效率不断减小,且验证了效率与转差率之和为1的结论。(3)结合转矩公式与调速时的修正系数公式推导得到磁力耦合器在恒负载和变负载下的调速关系式,即啮合长度与转差率的关系或啮合长度与输出转速的关系,从而可以为调速的实际应用提供理论指导;对磁力耦合器在不同负载下的节能性进行理论和模拟分析,结果表明:恒转矩调速无法实现节能,而变负载调速具有较好的节能效果;运用Magnet软件对恒负载和变负载下磁力耦合器的调速性能和节能性进行模拟分析,得出恒负载调速时,输出转速随着输入转速的减小而减小,但转速差不变,而变负载调速时,输出转速与转速差均随着输入转速的减小而减小。(4)研制样机,搭建调速性能实验平台,测量得到调速型筒式异步磁力耦合器驱动恒转矩负载时不同输入转速和不同负载转矩下啮合长度与输出转速、转速差和转差率的关系;测量得到调速型筒式异步磁力耦合器驱动风机负载时,啮合长度与输出转速和转差率的关系;恒转矩调速和变转矩调速的实验结果与模拟值和理论计算值都具有较好的一致性。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH139

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本文编号：1212155