新型復(fù)合式磁力耦合器磁力傳動(dòng)理論及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磁力耦合器是一種新型調(diào)速設(shè)備，具有輕載啟動(dòng)、過載保護(hù)、隔離振動(dòng)、零泄露、節(jié)能環(huán)保等特性，在發(fā)電、冶金、污水處理、采礦與水泥、制藥、化工等重載大轉(zhuǎn)矩行業(yè)具有廣泛應(yīng)用前景。為了克服現(xiàn)有磁力耦合技術(shù)的缺陷，提出了一種新型復(fù)合式磁力耦合器結(jié)構(gòu)形式，從軸/徑向同時(shí)充磁，增大感應(yīng)磁場面積。并采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)、深入研究。針對(duì)煤礦井下特殊環(huán)境，以復(fù)合式磁力耦合器為對(duì)象，以安全高效、節(jié)能環(huán)保、平穩(wěn)傳動(dòng)和減小體積

2、為目標(biāo)，理論計(jì)算、仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合，圍繞復(fù)合式磁力耦合器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磁力傳動(dòng)分析、永磁磁場-溫度場耦合分析以及測試平臺(tái)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵性問題展開研究。具體研究工作為以下:
　　(1)基于現(xiàn)有筒式和盤式磁力耦合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作特性，提出一種復(fù)合式磁力耦合器，其永磁體在徑向和軸向同時(shí)充磁，銅導(dǎo)體在徑向和軸向同時(shí)切割磁力線，增加電磁阻尼。并對(duì)新型復(fù)合式磁力耦合器的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。
　　(2)傳統(tǒng)三維有限元方法計(jì)

3、算漏磁系數(shù)時(shí)工作量較大、時(shí)間較長。考慮漏磁效應(yīng)，建立了復(fù)合式磁力耦合器等效磁路網(wǎng)絡(luò)模型，由此得到了復(fù)合式磁力耦合器漏磁系數(shù)的計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用簡單磁路公式快速精準(zhǔn)分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)磁力耦合器漏磁的目的。
　　(3)應(yīng)用化“場”為“路”法，建立了復(fù)合式磁力耦合器氣隙磁場的數(shù)學(xué)表達(dá)式?；陔娏鳢B加原理，將感應(yīng)電流折算至銅導(dǎo)體的表面，然后沿周向?qū)Ω猩妱?dòng)勢積分，推導(dǎo)了其輸出轉(zhuǎn)矩模型。仿真結(jié)果顯示:復(fù)合式磁力耦合器相較于在同等尺寸條件的雙盤式

4、磁力耦合器，實(shí)現(xiàn)了磁通密度的增大。
　　(4)基于改進(jìn)的響應(yīng)曲面法，聯(lián)合MAXWELL ANSOFT與Design Expect8.0軟件，設(shè)計(jì)多因素多響應(yīng)值二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)對(duì)復(fù)合式磁力耦合器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合式磁力耦合器最優(yōu)結(jié)構(gòu)布局與參數(shù)選擇。
　　(5)提出了一種基于三維永磁-溫度場耦合的有限元分析方法，聯(lián)合搭建永磁磁場-溫度場耦合三維模型，分析渦流熱量對(duì)銅導(dǎo)體與永磁體性能的影響，將渦流熱功率作為熱源載