自動(dòng)控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、目前使用的磁力聯(lián)軸器大多數(shù)為同步式結(jié)構(gòu),其主要特點(diǎn)就是通過內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的永磁體產(chǎn)生的磁力相互作用來傳遞轉(zhuǎn)矩,其缺點(diǎn)在于永磁體受到高溫易退磁從而影響其工作性能。為此,根據(jù)電磁感應(yīng)原理提出了異步盤式磁力聯(lián)軸器,不但可以有效解決上述的問題,而且能夠解決機(jī)械聯(lián)軸器因剛性連接造成過大的振動(dòng)問題,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)。
　　 本文提出了自動(dòng)控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器,設(shè)計(jì)了可調(diào)速的機(jī)械結(jié)構(gòu)與自動(dòng)控制系統(tǒng),并且在必要時(shí)可以實(shí)現(xiàn)磁力聯(lián)軸器

2、的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。同時(shí),在波動(dòng)負(fù)載以及不同負(fù)載下可以實(shí)現(xiàn)高效率傳動(dòng),大大提高了磁力聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率,使磁力聯(lián)軸器應(yīng)用場合更加廣泛。
　　 首先對自動(dòng)控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì),然后對磁場運(yùn)用“場化路”法進(jìn)行等效計(jì)算。其總裝置中調(diào)速裝置應(yīng)用ADAMS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析,調(diào)速裝置主要是控制微型電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),并通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)雙頭螺紋絲杠運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)主從盤之間氣隙大小調(diào)節(jié),使輸出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)十分便捷與精準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)磁力聯(lián)軸器自動(dòng)控

3、制要求,主要采用PLC控制微型電機(jī),通過對PLC硬件工作臺的搭建和軟件程序的編制,以達(dá)到速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
　　 之后,根據(jù)電磁感應(yīng)原理建立異步盤式磁力聯(lián)軸器磁場數(shù)學(xué)模型,對磁力從動(dòng)盤中銅塊的磁感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流與磁傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并通過ANSOFT軟件模擬分析得到銅塊和從動(dòng)盤軛上磁感應(yīng)強(qiáng)度與功率損耗,以及對不同氣隙長度下磁力轉(zhuǎn)矩進(jìn)行有限元模擬分析。為提高磁傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩,將永磁盤中的正負(fù)軸向充磁優(yōu)化為Halbach陣列排布,通

4、過模擬分析得到Halbach陣列磁極排布使主動(dòng)盤內(nèi)側(cè)的磁場有了明顯增強(qiáng),從動(dòng)盤銅塊和從動(dòng)盤軛的磁感應(yīng)強(qiáng)度也有了明顯的增強(qiáng)。
　　 最后,由永磁主動(dòng)盤永磁體為正負(fù)軸向充磁,從動(dòng)盤為深槽嵌入銅塊來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。在不同氣隙長度下永磁體主動(dòng)盤與從動(dòng)銅盤之間轉(zhuǎn)矩傳遞進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究,分析了異步盤式磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩與其他性能的影響,以及在不同氣隙長度與轉(zhuǎn)差率下對輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與功率損耗關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模擬計(jì)算的結(jié)論進(jìn)行對比,驗(yàn)