磁力联轴器的设计及涡流损耗研究

发布时间：2017-05-19 12:26

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【摘要】：磁力联轴器是一种通过永磁体的磁力将原动机与工作机联接起来的新型联轴器。它可以实现转矩的无接触传递,从而用静密封替代传统的动密封装置,解决工业传动装置中的泄漏问题。由于磁力联轴器的良好的密封性能,因此广泛地应用在对密封有特殊要求的场合,如石油、化工、制药等领域。 本文从气隙磁场、静态转矩以及涡流损耗三个方面对磁力联轴器进行了系统研究。 首先,构建磁力联轴器的数学模型,根据电磁场原理以及叠加定理,推导出磁力联轴器内外磁钢在气隙处产生的磁场,获得气隙磁场分布的解析公式。同时,利用有限元法验证了解析结果的正确性。 其次,在气隙磁场分析的基础上,利用等效电流模型,推导出磁力联轴器静态转矩的解析公式,并用Simpson方法进行简化。此外,构建了磁力联轴器周期性有限元分析模型,采用了周期性边界条件以及运动边界的处理方法,获得了静态转矩随磁偏角变化的性能曲线。系统研究了磁力联轴器主要结构参数对最大静态转矩的影响,提出材料利用率的设计理念,对磁力联轴器进行参数优化：并进行了实验验证。 最后,提出了一种简便有效的涡流损耗解析计算方法。该方法完善了现有的解析公式,增加了计算的准确性。此外,针对影响涡流损耗的因素进行了综合研究,提出了几种减小涡流损耗的有效途径。有限元结果以及实验结果均验证了该方法的有效性和准确性。
【关键词】：气隙磁场 静态转矩 涡流损耗 解析方法 有限元
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 磁力联轴器的概述11-14
• 1.3 磁力联轴器的研究现状14-16
• 1.4 课题研究内容16-17
• 第2章 磁力联轴器的气隙磁场计算17-33
• 2.1 气隙磁场的解析分析17-28
• 2.1.1 基本假设17
• 2.1.2 永磁体充磁方式的解析处理17-21
• 2.1.3 气隙磁场的数学模型21-26
• 2.1.4 计算实例26-28
• 2.2 气隙磁场的有限元分析28-32
• 2.2.1 有限元建模及求解28-31
• 2.2.2 有限元结果对比31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 磁力联轴器的静态转矩研究33-51
• 3.1 静态转矩的解析分析33-37
• 3.1.1 基本假设33
• 3.1.2 静态转矩分析的数学模型33-36
• 3.1.3 计算实例36-37
• 3.2 静态转矩的有限元分析37-43
• 3.2.1 有限元模型37-39
• 3.2.2 边界条件设置39-40
• 3.2.3 求解及后处理40-42
• 3.2.4 有限元结果对比42-43
• 3.3 参数优化43-50
• 3.3.1 磁极数的影响43-46
• 3.3.2 磁钢厚度的影响46-47
• 3.3.3 导磁体厚度的影响47-49
• 3.3.4 磁钢形状的影响49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 磁力联轴器的涡流损耗研究51-62
• 4.1 涡流损耗产生的原因及影响51-52
• 4.2 涡流损耗的解析分析52-56
• 4.3 涡流损耗的有限元分析56-58
• 4.4 影响涡流损耗的因素58-61
• 4.4.1 工作速度的影响59
• 4.4.2 隔离套厚度的影响59-60
• 4.4.3 隔离套材料的影响60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 实验研究62-71
• 5.1 磁力联轴器的静态性能测试62-67
• 5.1.1 静态性能测试装置原理及实验方法62-63
• 5.1.2 静态性能测试过程及结果63-67
• 5.2 磁力联轴器的动态性能测试67-70
• 5.2.1 动态性能测试实验装置示意图及原理67-68
• 5.2.2 动态性能测试过程及结果68-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-73
• 6.1 本文工作总结71-72
• 6.2 本文工作展望72-73
• 参考文献73-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王玉良;国外永磁传动技术的新发展[J];磁性材料及器件;2001年04期

2 杨志轶,赵韩;轴向磁性联轴器轴向力与传动力矩计算及其特性分析[J];磁性材料及器件;2001年06期

3 王玉良;永磁联轴器的系列化[J];磁性材料及器件;2002年06期

4 王玉良,孙春一;永磁联轴器的磁路结构及其特性[J];磁性材料及器件;2005年04期

5 王U，

本文编号：378727