大功率风冷型永磁调速器的研究与设计
发布时间：2020-05-13 00:48
【摘要】：永磁调速器(Permanent Magnetic Driver,PMD)是以磁力z1合为基础,利用法拉第电磁感应原理,通过调节导体盘与永磁盘之间的气隙来控制输出转矩的装置。作为一种新型节能调速设备永磁调速器具有软起动功能强大、非接触传动、非破坏式打滑过载保护、调速过程无级平滑、适应变化负载、抗干扰能力优于变频调速、对电网谐波污染小、安装对中要求低、可靠性高等优点。适合应用于传送带、电梯、风机、泵类、压缩机、离心机、破碎机、打浆机、搅拌机等恒转矩负载,广泛应用于矿业、水泥、发电、石油、天然气、化工、污水处理、灌溉、海事、通用生产等行业。首先,从电磁场理论基础出发,对500kW永磁调速器的成品样机的结构参数进行研究和分析。从铜盘内、外径,铜盘的厚度,永磁体的形状、位置,气隙的大小等方面着手,设计了一种大功率风冷型永磁调速器,功率达到1000kW以上,建立了三维瞬态场的数学模型。利用Ansoft有限元软件对大功率风冷型永磁调速器的瞬态磁场进行了分析计算,分析了导体盘中的涡流分布、导体盘中的磁通密度分布、导体盘中的涡流损耗和负载端的输出转矩,解决了永磁调速器功率较小的问题。其次,在永磁调速器建模方面,利用分离变量法建立解析模型,并根据解析模型推导出输出转矩表达式,为大功率风冷型永磁调速器的研究与设计提供了理论依据。基于遗传算法对永磁调速器的结构参数进行优化,将输出转矩表达式设置为目标函数,改善了永磁调速器的输出特性。最后,基于ANSYS Workbench软件分析计算了永磁调速器在转速差为60r/min、气隙为3mm条件下运行时的工作状态。通过对温度场进行分析,最高温度出现在铜盘上,涡流流过铜盘上电阻产生的热量为主要的发热源,通过热传导、热辐射和热对流的方式传递给永磁盘。通过应力场进行分析,表明本文所设计的铜盘和永磁盘所受的应力和形变量满足大功率风冷型永磁调速器长期稳定运行的要求。
【图文】：
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本文编号：2661099
【图文】：
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