圆盘式磁力驱动器的涡流分析

发布时间：2020-08-27 22:56

【摘要】： 磁力驱动器是基于磁力驱动技术实现力或转矩(功率)无接触传递的一种新型传动装置。随着磁力驱动器在工业上应用的逐渐推广,人们对提高其传动效率有了更高要求。科学的计算和控制磁力驱动器的涡流,能够有效提高磁力驱动器的传动效率。本文基于电磁场的基本原理,分别应用解析法和有限元法对圆盘式磁力驱动器的涡流损耗进行了分析。磁力驱动器的气隙磁场是影响涡流的重要因素,因此本文首先利用等效电流模型从理论上对磁力驱动器气隙磁场进行解析分析,并应用有限单元法验证磁场理论分析结果的正确性。其次,基于电磁场的基本理论并结合经过验证的气隙磁场解析表达式,建立了计算涡流损耗的数学模型,分析了气隙磁场、相对转速、隔离套厚度、隔离套电导率和隔离套磁导率等参数对磁力驱动器涡流的影响。为了验证本文建立的涡流损耗数学模型的正确性,再次应用有限单元法对磁力驱动器的涡流场进行分析。分析表明,减小磁极半径、增大隔离套厚度、降低隔离套材料的电导率和磁导率,既不影响磁力驱动器的轴向磁场有效幅值,又可以有效的减少涡流损耗。本文工作对今后工程中圆盘式磁力驱动器设计和控制涡流损耗、提高磁力驱动器的传动效率都具有指导意义。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH139
【图文】：

磁力驱动器,结构示意图,隔离套

(2) 圆盘式图 2-1 磁力驱动器结构示意图1.从动轴 2.隔离套 3.外磁转子轭铁 4.外磁转子其中，图 a 为圆筒式，属于隔离套状圆环形结构；图 b 为圆盘式，为两面形结构，磁路为紧密排列组合型磁路，组合磁路具有推拉作用，传递力或矩的效率高。因此，在各种磁力驱动设备中圆盘式磁力驱动器经常被优先采用2.1.3 磁力驱动器的工作机理磁力驱动器主要由内、外磁转子与隔离套组成。内、外磁转子均由轴向化且充磁方向相反的永磁体组成，永磁体以不同极性沿圆周方向交替排列，固定在低碳钢轭铁上，形成磁断路连体。隔离套采用低电导率材料制造，一为奥式体不锈钢。在静止状态时，外磁转子的 N 极（S 极）与内磁转子的5.内磁转子 6.工作气隙 7.内磁转子轭铁 8.主动轴8

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吉林大学硕士学位论文N 极）相互吸引并形成直线，此时转矩为零，如图 2-2(1)所示。当外磁转子随主动轴转动时，刚开始内磁转子由于摩擦力及被传动件阻力用，仍处于静止状态。此时，外磁转子相对内磁转子开始偏移一定的角度这个角度的存再，外磁转子的 S 极（N 极）对内磁转子的 N 极（S 极）个拉动的作用，同时外磁转子的 N 极（S 极）对内磁转子的前一个 N 极）有一个推动作用，使内磁转子有一个跟着旋转的趋势，这就是磁力驱的推拉磁路工作原理。当外磁转子的 S 极（N 极）刚好位于内磁转子的 N 极之间时，产生的推拉力最大，如图 2-2(2)所示，从而带动内磁转子旋在转动过程中，隔离套将内、外磁转子隔离开，磁力线是穿过隔离套将外子的动力与运动传给内磁转子的，从而实现了无接触的密封传动[12]。SSNSNSNSN

平均半径,奇对称,磁感应强度,平面

图 3-3 径向磁场空间分布② 不同转角差φ 时，一个周期内的周向磁感应强度 Bθ变化曲面图由图 3-4 可知，气隙中平均厚度平面处的周向磁感应强度关于平均半径平面奇对称，其幅值在-0.5T 到 0.5T 之间变化并且由 R1和 R2向平均半径处逐渐递减，在平均半径面附近达到最小。27

【参考文献】