Halbach型調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器的電磁特性及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器通過調(diào)磁極片調(diào)制永磁外轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，使得導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和方向得以改變，為提高該種磁力聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩傳遞能力，本文提出利用Halbach永磁陣列的單邊聚磁特性增強(qiáng)聯(lián)軸器工作氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度。本文圍繞Halbach型調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器的磁場(chǎng)特性、傳動(dòng)性能以及溫度分布進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并且試制了樣機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)研究。
　　研究了Halbach型調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器的氣隙磁場(chǎng)及傳動(dòng)機(jī)理。對(duì)比分析了Halbach陣列與傳統(tǒng)磁

2、體排布時(shí)的靜態(tài)氣隙磁場(chǎng)分布特性，并利用VB和MATLAB軟件對(duì)Halbach陣列永磁體產(chǎn)生的空間靜態(tài)三維氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行二次開發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)氣隙磁場(chǎng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。此外，運(yùn)用磁場(chǎng)解析法對(duì)內(nèi)氣隙調(diào)制磁場(chǎng)分布進(jìn)行分析，得到了適用于Halbach排布時(shí)內(nèi)氣隙調(diào)制磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理論公式，推得了聯(lián)軸器傳動(dòng)比的計(jì)算公式。
　　通過Maxwell2D有限元分析軟件模擬仿真了永磁體分配比、永磁體磁極對(duì)數(shù)、調(diào)磁極片齒數(shù)和內(nèi)轉(zhuǎn)子槽數(shù)對(duì)聯(lián)軸器瞬態(tài)傳動(dòng)特性的影

3、響，得到了瞬態(tài)感應(yīng)電流密度分布特點(diǎn)，內(nèi)氣隙徑向磁密幅值的變化曲線及轉(zhuǎn)矩的變化曲線，該模擬結(jié)果反映了聯(lián)軸器的電磁特性，為Halbach型調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　研制了Halbach型調(diào)磁式異步磁力聯(lián)軸器樣機(jī)，進(jìn)行三維外氣隙永磁體磁場(chǎng)、三維內(nèi)氣隙調(diào)制磁場(chǎng)及傳動(dòng)性能的試驗(yàn)研究。采用高精度數(shù)字化測(cè)磁系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)外氣隙磁場(chǎng)的三維測(cè)量，得到了永磁磁場(chǎng)和調(diào)制磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度徑向、周向和軸向分量的三維空間分布圖，相比于永磁磁場(chǎng)

4、，調(diào)制磁場(chǎng)的各向分量磁感應(yīng)強(qiáng)度均明顯減弱，與靜態(tài)氣隙磁場(chǎng)的理論結(jié)果較為一致;對(duì)三種不同內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器樣機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)特性的測(cè)定，得到了傳動(dòng)比隨輸入轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨輸出轉(zhuǎn)速或滑差率的變化曲線，結(jié)果表明淺槽導(dǎo)體轉(zhuǎn)子樣機(jī)的傳動(dòng)性能最好，且相比于傳統(tǒng)陣列，聯(lián)軸器采用Halbach陣列時(shí)的傳動(dòng)性能顯著提高。
　　進(jìn)行了溫度場(chǎng)的三維模擬及溫度場(chǎng)的測(cè)試試驗(yàn)。應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行了三維溫度場(chǎng)模擬，得到了三種內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器整體及各組成部件的溫度分