笼型异步磁力耦合器转矩计算与机械特性研究

发布时间：2017-04-24 00:03

  本文关键词：笼型异步磁力耦合器转矩计算与机械特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：异步磁力耦合器通过永磁体励磁产生旋转磁场,笼条切割磁场产生感应电流进而传递转矩,实现原动机与负载间的无接触式连接及动力传输。通过调节耦合器气隙接触面积还可以实现输出转速的无级调节,以降低原动机的能耗。该装置具有轻载启动、过载保护、高效节能等优点,为磁力传动技术开辟了新的研究途径。 本文提出一种笼型异步磁力耦合器(Squirrel Cage Asynchronous Magnetic Coupling, SCAMC)。利用标量磁位法及电磁感应原理,结合二维场边界条件,建立了SCAMC气隙磁通密度及感应电流的数理模型,不仅直观的描述了气隙磁通密度波形的幅值和周期,而且深入揭示了SCAMC各笼条间的感应电流随空间相位与电角度的变化规律。 基于SCAMC电枢反应磁动势,利用等效磁路法及能量流动关系,建立了SCAMC电磁转矩的数理模型并实现了电磁转矩的数值计算。利用齿槽转矩模型及有限元分析软件,深入探讨了永磁体、笼型转子结构尺寸对SCAMC电磁转矩幅值及波动的影响规律,总结出通过永磁体极对数P与笼型转子槽数Z的配比关系来优化磁路结构,削弱SCAMC电磁转矩波动的方法。 详细研究了SCAMC的机械特性及效率特性,建立了SCAMC的稳定运行及效率最优条件。完成了SCAMC的结构设计与校核,为SCAMC样机设计奠定了基础。 提出基于磁能积恒定准则的永磁体折算方法,对SCAMC永磁体尺寸进行了优化。利用有限元法对优化前后的SCAMC性能指标进行了仿真验证。设计出37kw的SCAMC样机并对其进行实验验证,证明了本文提出的SCAMC理论与技术具有较好的可行性及可靠性。
【关键词】：笼型异步磁力耦合器 气隙磁通密度 电磁转矩 机械特性 尺寸折算
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN622;TH139
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 异步磁力耦合器的研究现状10-14
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-14
• 1.3 本文研究内容14-16
• 第二章 SCAMC运行原理分析16-31
• 2.1 励磁系统运行原理16-26
• 2.1.1 等效磁路结构16-18
• 2.1.2 气隙磁通密度数理模型18-26
• 2.2 笼型转子感应原理26-30
• 2.2.1 等效电路结构26-28
• 2.2.2 感应电流数理模型28-30
• 本章小结30-31
• 第三章 SCAMC电磁转矩分析31-52
• 3.1 电磁转矩数理模型31-42
• 3.1.1 电枢反应磁动势表达式31-35
• 3.1.2 电磁转矩表达式35-39
• 3.1.3 数值计算与验证39-42
• 3.2 电磁转矩影响因素分析42-51
• 3.2.1 永磁体尺寸影响42-44
• 3.2.2 内孔尺寸影响44-47
• 3.2.3 齿槽转矩影响47-51
• 本章小结51-52
• 第四章 SCAMC动态特性与机械性能分析52-65
• 4.1 SCAMC动态特性分析52-59
• 4.1.1 机械特性52-53
• 4.1.2 转速特性53-54
• 4.1.3 转矩特性54-55
• 4.1.4 效率特性55-57
• 4.1.5 稳定运行条件57-59
• 4.2 机械性能分析59-64
• 4.2.1 SCAMC结构设计59-60
• 4.2.2 计算校核60-64
• 本章小结64-65
• 第五章 SCAMC永磁体尺寸折算与实验测试65-74
• 5.1 SCAMC永磁体尺寸折算65-66
• 5.2 SCAMC折算指标验证66-69
• 5.3 实验分析与验证69-73
• 5.3.1 实验装置介绍与操作内容69-72
• 5.3.2 实验结果分析与理论验证72-73
• 本章小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-78
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文78-79
• 致谢79

【参考文献】

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本文编号：323224