永磁耦合器的热分析及结构改进

发布时间：2020-10-14 10:35

　　 永磁耦合器因其具有柔性启动、高效节能的特点,被广泛应用在旋转机械设备上。但是其在运行过程中会产生一定的涡流损耗,而涡流损耗是永磁耦合器最主要的发热源,它会导致永磁耦合器在工作过程中产生一定的温升,发热严重时会影响永磁体的磁性能,进而影响永磁耦合器的正常运行。本课题以风冷型盘式永磁耦合器为样机,通过改进永磁耦合器的风冷散热结构来改善永磁耦合器的发热问题,从而降低永磁体的工作温度,保证永磁耦合器安全高效运行。首先,针对重载工况下永磁耦合器的流体场和温度场的分布情况进行分析,并在此基础上提出相应的改进措施;其次,对风冷散热结构中的通风孔进行研究,分别对通风孔的形状、偏心距、直径、倾斜度、个数进行仿真分析,得出最优的冷却方案;然后,对风冷散热结构中的导风散热片进行研究,分别对导风散热片的形状、厚度、高度、个数进行仿真分析,得出最优的冷却方案;最后,对永磁耦合器关键部件的机械强度进行应力场校验,以保证对永磁耦合器进行散热结构改进后其机械强度能够满足正常运行要求。通过对比分析改进前后永磁耦合器的温度场图,风冷散热结构明显降低了永磁耦合器和永磁体的温度,起到了明显的散热降温效果。并且风冷散热结构产生的空气阻力较小,基本不影响永磁耦合器的正常运行。数值仿真结果表明该方法对改善重载工况下永磁耦合器的发热问题具有重要意义。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN622
【部分图文】：

盘 2、驱动轴 3、永磁体盘 4、控制器 5、负图 2-1 永磁耦合器结构图ig. 2-1 Sructural diagram of permanent magnet couple载起动 （b）加速运转 （c）稳定状图 2-2 永磁耦合器的软起动工作原理图g. 2-2 Soft start principle of permanent magnet couple前通过控制器将永磁耦合器导体盘和永磁体动驱动电机，这时连接于驱动电机侧的导体。待驱动电机启动后，调节控制器缩小导体盘于永磁体产生的磁场会在旋转的导体盘中产感应定律，交变的磁场会在导体盘中产生涡

第 2 章 永磁耦合器简述及其数学模型分析永磁体盘之间的气隙长度进而改变永磁耦合器的输出转矩和转速。的工作原理如图 2-2 所示。1、导体盘 2、驱动轴 3、永磁体盘 4、控制器 5、负载轴图 2-1 永磁耦合器结构图Fig. 2-1 Sructural diagram of permanent magnet coupler

2000 1125 散立完成之后需要对其进行网格剖分，网格剖分之重，网格质量的好坏直接影响数值求解的速构化网格、非结构化网格和混合网格这三种网剖分方法适合于几何拓扑比较规整的模型，利方法可以快速生成质量较高、数量较少的六面高求解的精度和缩短求解的周期。但是对于复适用了。为了弥补此项不足，我们引进非结构划分。非结构化网格具有良好的自适应性，能更加贴合复杂模型边界的网格，适用范围比较点又改进了它们的不足，为数值分析带来新的ANSYS Workbench中的meshing组件进行网格略划分、多区域划分等[39]。由于永磁耦合器模因此本文采用 meshing 中的多区域划分方法生网格结构如图 2-5 所示。
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本文编号：2840557