大容量永磁磁力耦合器多物理场研究
发布时间：2021-08-14 04:29
永磁磁力耦合器具有良好的软启动和过载保护特性,且具有传递效率高、节能、环保、防爆、环境适应性强、安装精度要求不高、结构简单、免维护等优点。本文针对永磁磁力耦合器设计特点及性能进行如下研究:首先,通过磁路计算的方法,推导出传递转矩和涡流损耗的计算公式,利用Matlab软件进行编程计算,对永磁磁力耦合器样机的铜盘、永磁体盘的尺寸、永磁体极数、及气隙长度进行了设计,为永磁磁力耦合器的设计提供了参考依据。其次,在Maxwell中建立了样机的有限元分析模型,仿真出样机带额定负载运行时,样机各部分的磁密、涡流密度,及气隙磁密的分布。基于该有限元模型,研究了样机的转矩、转差功率、轴向力与转差速度的关系,随着转差速度的减小,传递转矩先增大后减小,转差损耗逐渐减小,效率逐渐增大,轴向力由吸力转变为斥力,当吸力与斥力相等时,传递转矩达到最大值。再次,基于Ansys Workbench软件仿真分析了额定负载及最大负载运行时,样机各部分的温度分布,结果显示最高温度出现在铜盘上,永磁材料的温度远远小于其安全工作温度,不会发生退磁现象。结合样机实际运行情况,通过应力场分析校核最易发生变形的永磁体盘,其最大变形量小...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆盘式磁力耦合器结构
-8-1-铜盘 2-驱动轴 3-永磁体盘 4-控制执行器 5-负载轴图 2-1 永磁磁力耦合器结构图Fig.2-1 structure of permanent magnetic coupler耦合器的工作原理如图 2-2 所示，执行器的作用，可以调节负载转速，实现软起动。在启动电机的气隙调整到最大值。电机启动时，电机驱动铜动，如图 a）所示，实现空载启动，然后调整间隙即铜盘切断磁力线并在铜盘中产生涡流磁场，其所示。当传输速度增加时，铜盘与永磁体之间的磁场强度增强到负载的需要，如图 c）所示。
2.2 永磁磁力耦合器设计程序编制负载输出转矩是衡量永磁磁力耦合器的主要标准，但与传统的转矩计算同，主要需要涡流损耗产生，因此精确的计算转矩是非常困难的。永磁磁力合器的基本机械结构虽然比较简单，但其磁场分布较为复杂，所以存在诸多素影响其输出转矩的产生。当前从国内、外的文献来看，有关永磁磁力耦合的分析及计算大多采用简化计算与试验验证相结合的方法。本章根据永磁磁耦合器的基本磁路结构，根据已有的计算方法，分析了铜盘和永磁体的尺寸材料特性对输出转矩的影响。2.2.1 永磁磁力耦合器的磁路结构a）起动状态 b）中间状态 c）负载状态图 2-2 永磁耦合器工作原理图Fig.2-2 working principle of permanent magnet coupler
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansoft的永磁磁力耦合器转矩特性研究[J]. 陈宏奎,张炳福,朱立平. 煤炭技术. 2017(03)
[2]笼型异步磁力耦合器机械特性与试验[J]. 葛研军,袁直,贾峰,杨均悦,周凯凯. 农业工程学报. 2016(12)
[3]永磁涡流调速器研究与应用[J]. 孙中圣,李新泉,李小宁. 机械制造与自动化. 2016(03)
[4]笼型异步磁力耦合器转矩特性分析[J]. 葛研军,张帅,姜玉龙,王玥,胡浩. 现代机械. 2015(03)
[5]永磁调速器的涡流场分析[J]. 徐伟,孙建军. 机械传动. 2015(02)
[6]永磁式异步磁力耦合器漏磁系数计算[J]. 葛研军,石运卓,贾峰,温子淇. 机械设计与制造. 2013(07)
[7]永磁调速器的磁路结构设计[J]. 王旭,王大志. 电气传动. 2011(10)
[8]可调速异步盘式磁力联轴器性能参数计算[J]. 杨超君,郑武,李直腾,李志宝,蒋生发. 中国机械工程. 2011(05)
[9]高压变频器在风机泵类等设备中的应用[J]. 韩迎,胡娟,邓云英. 云南冶金. 2010(05)
[10]基于三维运动涡流场分析的永磁涡流联轴器特性[J]. 李桃,林鹤云,黄允凯,王坚. 东南大学学报(自然科学版). 2010(02)
博士论文
[1]矿用永磁磁力耦合器设计理论及实验研究[D]. 牛耀宏.中国矿业大学（北京） 2014
[2]混合磁路永磁变速器的解析模型与参数特性研究[D]. 邢敬娓.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]110千瓦标准型磁力耦合器传动特性研究[D]. 林平.大连海事大学 2017
[2]轴向磁通调速型永磁耦合器的研究[D]. 孟祥瑞.哈尔滨工业大学 2014
[3]调速型稀土永磁磁力耦合器的性能研究[D]. 万援.沈阳工业大学 2013
[4]基于ANSYS的永磁调速器磁场研究[D]. 牛晓博.长安大学 2012
[5]永磁伺服电动机电磁场与温度场耦合计算及冷却系统设计[D]. 庄艳.沈阳工业大学 2011
[6]永磁磁力耦合器结构与特性研究[D]. 彭科容.哈尔滨工业大学 2008
[7]永磁磁力耦合器损耗的计算与分析[D]. 张宏刚.吉林大学 2008
本文编号：3341773
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆盘式磁力耦合器结构
-8-1-铜盘 2-驱动轴 3-永磁体盘 4-控制执行器 5-负载轴图 2-1 永磁磁力耦合器结构图Fig.2-1 structure of permanent magnetic coupler耦合器的工作原理如图 2-2 所示，执行器的作用，可以调节负载转速，实现软起动。在启动电机的气隙调整到最大值。电机启动时，电机驱动铜动，如图 a）所示，实现空载启动，然后调整间隙即铜盘切断磁力线并在铜盘中产生涡流磁场，其所示。当传输速度增加时，铜盘与永磁体之间的磁场强度增强到负载的需要，如图 c）所示。
2.2 永磁磁力耦合器设计程序编制负载输出转矩是衡量永磁磁力耦合器的主要标准，但与传统的转矩计算同，主要需要涡流损耗产生，因此精确的计算转矩是非常困难的。永磁磁力合器的基本机械结构虽然比较简单，但其磁场分布较为复杂，所以存在诸多素影响其输出转矩的产生。当前从国内、外的文献来看，有关永磁磁力耦合的分析及计算大多采用简化计算与试验验证相结合的方法。本章根据永磁磁耦合器的基本磁路结构，根据已有的计算方法，分析了铜盘和永磁体的尺寸材料特性对输出转矩的影响。2.2.1 永磁磁力耦合器的磁路结构a）起动状态 b）中间状态 c）负载状态图 2-2 永磁耦合器工作原理图Fig.2-2 working principle of permanent magnet coupler
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansoft的永磁磁力耦合器转矩特性研究[J]. 陈宏奎,张炳福,朱立平. 煤炭技术. 2017(03)
[2]笼型异步磁力耦合器机械特性与试验[J]. 葛研军,袁直,贾峰,杨均悦,周凯凯. 农业工程学报. 2016(12)
[3]永磁涡流调速器研究与应用[J]. 孙中圣,李新泉,李小宁. 机械制造与自动化. 2016(03)
[4]笼型异步磁力耦合器转矩特性分析[J]. 葛研军,张帅,姜玉龙,王玥,胡浩. 现代机械. 2015(03)
[5]永磁调速器的涡流场分析[J]. 徐伟,孙建军. 机械传动. 2015(02)
[6]永磁式异步磁力耦合器漏磁系数计算[J]. 葛研军,石运卓,贾峰,温子淇. 机械设计与制造. 2013(07)
[7]永磁调速器的磁路结构设计[J]. 王旭,王大志. 电气传动. 2011(10)
[8]可调速异步盘式磁力联轴器性能参数计算[J]. 杨超君,郑武,李直腾,李志宝,蒋生发. 中国机械工程. 2011(05)
[9]高压变频器在风机泵类等设备中的应用[J]. 韩迎,胡娟,邓云英. 云南冶金. 2010(05)
[10]基于三维运动涡流场分析的永磁涡流联轴器特性[J]. 李桃,林鹤云,黄允凯,王坚. 东南大学学报(自然科学版). 2010(02)
博士论文
[1]矿用永磁磁力耦合器设计理论及实验研究[D]. 牛耀宏.中国矿业大学（北京） 2014
[2]混合磁路永磁变速器的解析模型与参数特性研究[D]. 邢敬娓.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]110千瓦标准型磁力耦合器传动特性研究[D]. 林平.大连海事大学 2017
[2]轴向磁通调速型永磁耦合器的研究[D]. 孟祥瑞.哈尔滨工业大学 2014
[3]调速型稀土永磁磁力耦合器的性能研究[D]. 万援.沈阳工业大学 2013
[4]基于ANSYS的永磁调速器磁场研究[D]. 牛晓博.长安大学 2012
[5]永磁伺服电动机电磁场与温度场耦合计算及冷却系统设计[D]. 庄艳.沈阳工业大学 2011
[6]永磁磁力耦合器结构与特性研究[D]. 彭科容.哈尔滨工业大学 2008
[7]永磁磁力耦合器损耗的计算与分析[D]. 张宏刚.吉林大学 2008
本文编号：3341773
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3341773.html
