永磁传动器有限元分析及优化设计

针对某型磁力搅拌装置圆筒型永磁传动器最大传递转矩确定前提条件下,利用Ansys有限元软件建立永磁传动器磁转矩二维模型,并进行了数值模拟计算和仿真分析。研究了永磁传动器关键参数如磁极对数、永磁体厚度、气隙厚度及轭铁厚度对传递磁转矩的影响,通过仿真结果对关键参数进行优化设计,求取其最优结构,并通过试验进一步验证了上述设计理论与方法的准确性和实用性。     

轴向啮合永磁联轴器涡流场分析和传动特性研究

介绍了可调速轴向啮合永磁联轴器的特点和无机械接触转矩传递机理。基于三维运动涡流场,建立了单铜套型永磁联轴器的有限元模型,对其磁场和涡流场进行分析,得出筒式永磁联轴器磁场和涡流场的分布规律并分析了磁极数、永磁体厚度、铜套厚度及气隙厚度等设计参数对涡流密度的影响。进一步分析了永磁场及涡流场之间耦合力分布,解决筒式永磁联轴器径向力不均衡问题。选择四组不同结构参数进行双筒型永磁联轴器样机试制及试验测试,试验结果与仿真结果对比验证了有限元分析与传动特性研究方法的准确性。     

永磁涡流联轴器涡流密度研究

永磁涡流联轴器的涡流损耗对联轴器的性能有很大的影响,因此对永磁涡流联轴器的涡流密度进行研究具有重要意义。首先对永磁涡流联轴器的工作原理进行简单的介绍,然后确定有限元分析的结构参数并进行分析,再利用Ansoft进行有限元分析,研究不同气隙厚度、轭铁厚度、永磁体厚度、铜环厚度和占空比对涡流密度的影响。研究结果表明磁铁厚度、占空比和气隙厚度对涡流密度产生重要影响,而轭铁的厚度和铜环厚度对涡流损耗影响较小,这为永磁涡流联轴器的研制提供了重要参考依据。     

盘式异步磁力联轴器传动特性

针对一台新型18极16槽盘式异步磁力联轴器,为研究其传动特性规律,首先以层理论模型为指导分析得出联轴器的转矩理论计算方法;然后通过有限元分析得出三维瞬态气隙磁场的分布以及不同工作参数对转矩传递的影响;最后通过三维磁场测量系统和传动试验台进行不同工况下的三维瞬态气隙磁场和转矩的实测,并得出不同工作参数与转矩、效率的关系曲线。仿真和试验结果都表明,联轴器中最大磁密出现在永磁转子上,磁转子背部的轭铁处磁密也较大;轴向分量为气隙磁密的主要分量,气隙厚度的减小使得轴向磁密以及转矩都会增加;随着转差率的增加、输入转速的增大,联轴器传递转矩也会增大,但轴向磁密却减小;当输出转矩增加时,转差率在一定范围呈线性平缓增加而后急剧上升,而传递效率却先上升后下降,且当转差率为3%时,效率达到最大;在给定转差率为6%时,输入功率的增加对联轴器的传动效率几乎无影响,效率基本保持在94%左右,从而验证转差率和效率之和满足常数1的规律;当输出转矩为26~48 N·m时,传递效率始终保持在95%左右,此时转差率范围为2%~6%,证明盘式异步磁力联轴器能够在一定负载工况下高效运行,具有很好的传动特性。     

磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算

磁性联轴器的结构参数、磁场情况关系到传递磁转矩的能力、磁力泵机组的效率和可靠性,因此有必要对磁性联轴器的内外磁钢转角、磁极数、轭铁厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,采用ANSYS软件,探讨磁力泵磁性联轴器的磁场分布及其磁转矩的影响因素。通过磁场分析、建模,对其永磁磁场进行数值计算,结合实例计算出内外磁转子不同转角时的磁力线分布及其磁转矩、气隙内磁感应强度。分别研究在不同磁极、不同轭铁厚度时的磁场分布情况及不同气隙时的转矩值。磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算具有重要的理论和实际应用价值。     

永磁传动技术的发展现状和展望

随着科技的发展,永磁传动技术逐步地发展起来,到目前已经形成了多种多样的传动形式.本文举例说明几种常见的永磁传动的结构、原理和特点,重点介绍磁力联轴器研究背景和工作原理,特别是江苏大学许士芬(香港)联合研究所研制的耐高温异步磁力联轴器,利用电磁感应原理进行传动,不需在内转子上布置永磁体,有效地解决了同步磁力联轴器高温时内转子上永磁体退磁的问题.还介绍了永磁传动设计和计算的常用方法,最后提出永磁传动存在的问题,并对永磁传动的发展前景进行展望.     

软启动永磁涡流联轴器的设计与参数分析

系统地介绍了永磁涡流联轴器的工作原理与特点。根据等效模型,应用法拉第电磁感应定律算出永磁联轴器的转矩。通过大量的ANSYS Maxwell 3D仿真,对永磁联轴器关键参数（磁铁尺寸、磁铁数量、铜盘厚度、气隙等）与转矩特性的关系进行了分析,为设计提供了有力的依据。应用上述分析结果,设计了一种新型结构并具有延迟启动功能的功率为7.5kW、转速为1500r/min的联轴器,样机的实验结果达到了设计要求。计算与仿真方法为该类联轴器的设计提供了参考。     

井下涡轮发电机磁力传动机构的耦合磁场分析

泥浆发电机利用磁力传动机构传递力矩,带动发电机转子轴旋转,从而达到连续供电的目的,为井下仪器提供能量。采用有限元的方法对井下磁力传动机构的耦合磁场建立数学模型,将磁场三维问题转化成二维问题进行分析计算,并用Ansoft Maxwell软件进行仿真;分析了磁力传动机构的结构参数外磁极厚度、内磁极厚度,气隙厚度对磁力矩的影响,仿真得出磁力传动机构不同偏角所对应的的磁场分布状况和磁力矩间的关系,为磁力传动机构的力学性能的研究提供了参考。     

永磁涡流联轴器功率损耗的分析

首先介绍了永磁涡流联轴器的基本组成及工作原理。分析了功率损耗来源主要有电磁损耗、机械损耗,而其中电磁损耗中主要是铜损耗。在理论分析的基础上,利用有限元方法,通过大量的Ansoft Maxwell 3D仿真分析了铜盘厚度、导磁盘厚度、气隙长度、永磁体厚度、永磁体数量、转速差等主要参数对铜损耗和最大涡电流密度的影响。分析结果表明了各参数对永磁涡流联轴器的铜损耗影响的变化规律。研究结论对于联轴器设计时的关键参数选取有较大的参考价值,研究方法对于进行永磁传动机械的研究具有一定的借鉴意义和指导作用。     

双交替极磁力联轴器传动性能研究

传统磁力联轴器的性能依赖于稀土材料,其结构对永磁材料的利用率不高,难以进一步优化.文中改变了磁力联轴器的磁极结构,于内外转子均采用永磁极与铁芯极交替排布,提出一种双交替极径向同步磁力联轴器;通过有限元分析,对比验证了交替极结构与传统结构联轴器的气隙磁密、磁场分布和转矩性能.通过验证得到,在保证材料用量的前提下,交替极联...     

大功率永磁涡流联轴器结构参数对传递特性的影响分析

阐述了永磁涡流联轴器的结构和工作原理,针对所研究的大功率永磁涡流联轴器,建立了其等效磁路,并利用磁阻法对联轴器转矩进行了计算,得到了结构参数（铜盘厚度、导磁盘厚度、气隙长度、永磁体厚度、永磁体数量、相对转速）与转矩的关系。运用Ansoft Maxwell软件得到了联轴器的磁场及涡电流的分布情况,分析了结构参数对转矩和轴向力的影响。     

基于某款新型磁阻式磁力联轴器的动力学分析研究

基于磁阻式磁力联轴器的结构特性和传动原理,提出了一种新型磁阻式永磁磁力联轴器,其具有体积小、传动转速高、自动保护等优点。从磁场能量的角度,给出了该磁力联轴器的传递转矩原理。运用有限元分析得到结果:转子在静力学分析下最大变形为0.000 265 mm,在不超过一阶临界转速下所能达到的最高转速为15 240 r/min。该分析结果对于磁阻式永磁磁力联轴器其他动力学性能的研究具有一定的指导性意义。     

高性能同轴式磁力齿轮结构设计与实验研究

为了改善磁力齿轮的扭矩传递能力,研究了一种采用鼠笼式调磁装置的同轴式磁力齿轮。通过建立磁力齿轮的瞬态分析有限元模型,模拟分析得到内外气隙长度、永磁体厚度和长径比等结构参数对其传递扭矩能力的影响规律曲线,并得出了机构参数的优化值,模拟了该参数下磁力齿轮的运行情况。基于优化值制作实验样机进行实验研究,实验结果表明,采用此种调磁极片能够实现定传动比传动并能传递一定的扭矩。实验结果与模拟分析具有相似性,表明优化的结构参数能够保证磁力齿轮扭矩传递能力。     

永磁磁力轴承的悬浮力分析与计算

阐述虚功原理的有限元计算方法，采用虚功原理法对轴向永磁磁力轴承进行了悬浮力的分析和计算，并就该类轴承的两磁环之间的气隙和结构参数对轴承性能的影响进行了研究。计算结果表明，对轴向永磁磁力轴承，两磁环之间的气隙和结构参数对悬浮力有明显的影响，它为永磁磁力轴承的设计优化提供了理论依据。     

平面式磁力传动离心泵研究

本文基于对平面式永磁联轴器传递扭矩和产生轴向力的分析，利用传递的扭矩随主、从动磁环之间相对转角增大，而产生的轴向作用力随相对转角迅速减小的特点，研制了平面式磁力传动离心泵。并对该泵的流量、出口压力和永磁联轴器的温升进行了测量。由于采用平面式磁路，不但便于泵的制造和装配，而且便于隔离板的降温，较好地解决了磁力传动泵温升的问题。     

磁场调制式永磁齿轮Halbach充磁与平行充磁分析比较

为了提高磁场调制式永磁齿轮(Field Modulated Permanent Magnetic Gears,FMPMG)的气隙磁密及传动转矩,基于某一具体结构的FMPMG,应用Ansoft14对其Halbach及平行充磁方式进行了分析比较,研究了永磁体厚度、转角差、轭铁厚度对气隙磁密及传动转矩的影响,结果表明:Halbach所形成的气隙磁密较平行充磁更具有正弦性;与平行充磁相比,Halbach气隙磁密的厚度极值点明显高于平行充磁;另外,Halbach特有的单边效应,使其对轭铁厚度的要求不高,可减小或取消轭铁结构以降低FMPMG的转动惯量,为大功率高性能的FMPMG实用化奠定基础。     

同轴型磁性联轴器最大静磁力矩影响因素分析

联轴器是传递运动和扭矩的重要机械部件。通常见到的联轴器有刚性联轴器和柔性联轴器,还有一类联轴器属于非接触式性联轴器,它是靠磁场传动运动和扭矩,称为磁性联轴器。磁性联轴器是一种通过永磁体的磁性将主动抽与从动轴联接起来的新型联轴器。磁性联轴器按照磁力传动的类型,可分为以下四类:涡电流传动,磁滞传动,磁阻传动和同步传动。通常,同步传动联轴器的结构形式有两种:平面磁力传动联轴器和同轴磁力传动联轴器。本文介绍了同轴磁力传动联轴器(简称同轴型磁性联轴器)的结构特点及根据最大静磁力矩公式分析影响最大静磁力矩的因素。     

混合式永磁联轴器传动转矩计算及传动特性研究

基于目前常用的两种永磁联轴器:鼠笼式联轴器和盘式联轴器,提出了混合式永磁联轴器,这种新型联轴器具有轴向、径向力处于相对平衡的特点,能够解决传统鼠笼式磁力联轴器的径向不稳定和盘式磁力联轴器的轴向不稳定性,降低材料的刚度和强度要求以及安装成本。基于磁荷库伦定律,建立数学模型,对其传动转矩进行数值求解,并通过仿真实验方法对该转矩计算公式进行验证,探索该联轴器的传动特性。利用MATLAB对实验数据进行处理,对公式进行改进,使转矩计算公式包含永磁体所有的结构参数,得到能够应用于工程设计的转矩计算公式。     

无泄漏磁力塑料自吸泵的研究

一、概述磁力泵是五十年代初期应用磁力传动和密封新技术而研制出来的一种新型结构的泵种,亦称磁力联轴器传动的泵。磁力传动分为永久磁铁和电磁感应驱动两种,以前者使用较多。磁力传动与各种机械传动根本不同之处在于,它向被传动部件传递能量时,被驱动机轴(泵轴)无需穿出机壳,而是利用磁场透过空气隙和隔套薄壁传送动能,带动内转子和泵的叶轮转动。可从根本上消除轴     

自励式电磁涡流联轴器调速性能研究

针对永磁涡流联轴器调速结构复杂的问题,结合自励发电和涡流传动技术,提出一种新型自励式电磁涡流联轴器结构。通过建立自励发电和电涡流传动两部分的电磁场有限元数值模型,研究了自励式电磁涡流联轴器的发电特性和传动特性。通过对转速差、导体层和气隙长度对传动力矩影响的分析可以看出：转速差较小时,导体层选择电导率高的材料可以得到较大的力矩;铜层厚度由1mm增大到9mm时,传动力矩先增大后减小,在铜层厚度为5mm时达到最大;传动力矩随气隙长度增大而减小。