永磁调速器的设计及相关性能分析

发布时间：2020-06-19 21:03

【摘要】：永磁调速器是基于永磁传动技术实现力或转矩无接触传递的一种新型调速节能装置。随着磁力驱动器在工业上应用的逐渐推广,人们对它有了更高要求。科学的计算和研究磁力驱动器的相关性能,对永磁传动技术的研究有重要的意义。本文首先简要介绍了永磁调速器的历史背景、在国内外的发展情况以及今后的发展趋势,并比较了永磁调速器和其他几种调速器的性能指标,得出了永磁调速器的工作特点。然后,基于电磁场的理论基础,推导出永磁调速器的工作原理,并设计了其主要结构。在此基础上,对永磁调速器的技术特性进行了概括分析。本文还设计了永磁调速器的磁路,并进行优化设计。设计磁路时,首先定义永磁调速器的一些相关性能及需要满足的性能指标,根据这些性能要求,参照永磁体材料的特性来选择所需材料；然后,根据永磁材料特性曲线,确定永磁体的形状和尺寸；在确定永磁体形状和尺寸后,合理设计永磁体的布置方式和磁路的形式；完成了对永磁体磁路的设计之后,应用ANSYS仿真软件对二维磁路仿真,做出了完整的闭合磁路,验证了磁路的正确性,并且对长径比、磁极数、永磁体厚度、软磁体圆盘厚度和钢盘厚度进行了优化设计。本文最后应用有限元法对永磁调速器的二维涡流场研究分析,建立了涡流的有限元模型,并利用ANSYS软件的有限元方法分析了永磁调速器的涡流分布,获得涡流和转矩的相关结论,然后给出了计算转矩和传递效率的方法。通过本文对永磁调速器的设计及其相关性能分析研究,所得出的结论对今后工程中磁性联轴器设计以及工作特性研究都具有十分重要的意义。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH139
【图文】：

二维模型,调速器,永磁,软磁体

建立完模型以后，用Overlap命令将各个面积连为一体，再用GLUE命令把永磁体与钢盘连接在一起。根据以上的步骤在ANSYS软件中建立如图4.2所示的模型。并且把定义的材料属性分别对应分配给模型的各个部分。图中A1和A15是钢盘，A10是软磁体，A3、A12、A14是绍材料，All、A13是永磁体，A16是空气。表4.1仿真参数 Table 4.1 Simulation parameters 名称长厚举位软磁体转子 ^ 10 毫米~后衬圆盘 98 10 毫米永磁体转子 30 20 毫米招转子 16 20 毫米空气模型 102 57 毫米-32-

磁极,磁力线,磁通,极数

Fig. 4.8 The line of magnetic force of magnetic poles' number is eighteen and twenty从图4.6至图4.8可以看出，永磁调速器极数的多少对磁通的大小有直接的影响，极数越少，产生的磁通越小，随着磁极数的增加磁通也会增加。从多组仿真结果中可以看出，18个和20个磁极产生的磁通量比16个磁极产生的磁通量大，但是它的漏磁也比较大，而且磁极数过多，不同的磁极相接触产生漏磁还会增加，

【参考文献】