新型復合式磁力耦合器磁力傳動理論及實驗研究.pdf

1、磁力耦合器是一種新型調(diào)速設(shè)備，具有輕載啟動、過載保護、隔離振動、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，提出了一種新型復合式磁力耦合器結(jié)構(gòu)形式，從軸/徑向同時充磁，增大感應(yīng)磁場面積。并采用理論分析、計算機仿真和實驗驗證相結(jié)合的方式，對其進行系統(tǒng)、深入研究。針對煤礦井下特殊環(huán)境，以復合式磁力耦合器為對象，以安全高效、節(jié)能環(huán)保、平穩(wěn)傳動和減小體積

2、為目標，理論計算、仿真分析與實驗驗證相結(jié)合，圍繞復合式磁力耦合器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計、磁力傳動分析、永磁磁場-溫度場耦合分析以及測試平臺設(shè)計等關(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)特點及工作特性，提出一種復合式磁力耦合器，其永磁體在徑向和軸向同時充磁，銅導體在徑向和軸向同時切割磁力線，增加電磁阻尼。并對新型復合式磁力耦合器的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法進行了研究。
　　(2)傳統(tǒng)三維有限元方法計

3、算漏磁系數(shù)時工作量較大、時間較長?？紤]漏磁效應(yīng)，建立了復合式磁力耦合器等效磁路網(wǎng)絡(luò)模型，由此得到了復合式磁力耦合器漏磁系數(shù)的計算公式，實現(xiàn)了運用簡單磁路公式快速精準分析復雜結(jié)構(gòu)磁力耦合器漏磁的目的。
　　(3)應(yīng)用化“場”為“路”法，建立了復合式磁力耦合器氣隙磁場的數(shù)學表達式?；陔娏鳢B加原理，將感應(yīng)電流折算至銅導體的表面，然后沿周向?qū)Ω猩妱觿莘e分，推導了其輸出轉(zhuǎn)矩模型。仿真結(jié)果顯示:復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，實現(xiàn)了磁通密度的增大。
　　(4)基于改進的響應(yīng)曲面法，聯(lián)合MAXWELL ANSOFT與Design Expect8.0軟件，設(shè)計多因素多響應(yīng)值二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗對復合式磁力耦合器結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化分析，實現(xiàn)了復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，分析渦流熱量對銅導體與永磁體性能的影響，將渦流熱功率作為熱源載