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调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

2021-03-27 17:03:33

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

   本文针对一台调磁及片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。

(1)调磁式异步磁力联轴器在静态与瞬态下永磁磁场与调制磁场均呈周期性分布,永磁磁场的周期数为l4,即为永磁体的磁及对数;调制磁场的周期数为7,即为调制磁场的磁及对数。(2)瞬态下,气隙磁场的磁感应强度与静态时相比,其幅值有所变加,内气隙调制磁场的变加较为明显,瞬态约为静态的2倍。但由于调磁及片的调磁作用,内气隙调制磁场的磁感应强度被大大削弱。(3)利用解析法得到永磁磁场的径向、周向与轴向磁感应强度分量,均呈周期性分布,且周期数为l4。其中径向磁感应强度形状类似“矩形波”,周向磁感应强度形状类似“V形波”,轴向磁感应强度形状类似“马鞍形”。(4)试验测得联轴器永磁磁场与调制磁场的试验值与模拟值、解析值具有很好的一致性。磁场的端部效应得到验证,永磁磁场与调制磁场的径向、周向分量存在端部磁场小于中间磁场的特征,且关于轴向中间平面偶对称,轴向分量端部磁场却大于中问磁场,且关于轴向中间平面奇对称;沿径向向圆心靠近,气隙磁感应强度逐渐减小,磁感应强度沿气隙厚度方向分布不均匀。

21世纪以来,资源短缺、环境污染、生 态破坏等问题目益严重,节能环保的绿色产品越来越受到消费者的青睐,磁力传动技术正是适应这一发展潮流应运而生的。磁力传动技术较传统接触式传动而言,通过气隙磁场实现了力与力矩的无接触传递,具有传动平稳、无摩擦、允许主从动轴不对中等众多优点。磁力联轴器作为磁力传动装为了保 证探 头不与磁体间发生刮擦,探 头与磁体间的距离略大,且测量位置和理论分析时的位置存在一 定的误差,所以这些原因造成了试验值的偏小。