大启动转矩调速型磁力耦合器特性分析

为有效提高调速型磁力耦合器的启动能力，对磁力耦合器的最大启动转矩提升问题进行研究，分析了调速型磁力耦合器的磁路结构，研究了增强气隙磁场的方法；使用三维有限元软件对比解析铜盘开聚磁槽对磁力耦合器启动转矩的影响，并探讨由聚磁槽导致气隙磁场不均匀分布所产生的齿槽转矩；采用不同方法对齿槽转矩进行抑制，分析齿槽数、齿槽形状、齿槽宽度对磁力耦合器运行特性的影响规律。研究结果表明：聚磁槽可有效提高调速型磁力耦合器的启动能力；级槽数之间的最小公倍数对齿槽转矩抑制有明显效果，同时斜槽可在提高磁力耦合器启动转矩的同时维持其额定性能；齿宽则需要综合考虑实际需求后进行选取。     

异步式磁力耦合器气隙改变对转矩影响的分析研究

为了研究气隙对异步式磁力耦合器传递转矩的影响,对10极盘式异步式磁力耦合器进行分析,首先利用理论层模型找出磁力耦合器的气隙与转矩大小的关系,然后利用Maxwell软件,对10极异步式磁力耦合器进行扭矩仿真分析,找出气隙改变对磁力耦合器转矩的影响;最后通过仿真结果得出:随着气隙的增大,磁力耦合器的转矩会不断减小,并且在6～15 mm时,转矩减小较快,在15～30 mm时,转矩减小较缓。为井下磁力耦合器气隙范围选择提供一定的参考。     

基于永磁涡流传动的长距离带式输送机启动特性研究

针对矿用带式输送机启动过程易出现打滑、淤带和断带等问题,基于永磁涡流传动技术,将双盘式磁力耦合器作为带式输送机的驱动装置,建立双盘式磁力耦合器动态数学模型,运用AMEsim软件搭建带式输送机系统仿真模型,设置启动时间分别为60、80和100 s,采用Harrison控制曲线启动时,研究带式输送机满载启动时机头、机尾部输送带的速度特性和张力特性,张紧装置位移特性以及双盘式磁力耦合器调速气隙特性,仿真结果表明:当启动时间为60 s时,带式输送机输送带速度波动大,动张力明显,尾部输送带最大张力达到29 kN,启动过程不平稳;双盘式磁力耦合器调速时,气隙变化与带式输送机启动速度变化趋势相反,启动过程气隙从22 mm减小到4 mm;当启动时间为80 s和100 s时,带式输送机启动过程相对平稳,速度和张紧装置位移波动小,尾部输送带张力波动幅度分别为5 kN和3 kN;带式输送机启动过程存在最佳启动时间,继续延长时间,对带式输送机启动特性影响越来越小,80 s可作为合理启动时间。     

基于Ansoft Maxwell的永磁磁力耦合器磁场分析

永磁耦合器能实现电动机和风机、泵类负载间的无机械连接传动,不仅具有调速性能,而且能实现隔振、软启动、软停止,可以适应恶劣环境。通过三维绘图软件绘制永磁磁力耦合器的传动部件,将模型导入Ansoft Maxwell软件进行三维静态场以及瞬态场的有限元分析,得出永磁耦合器传动部件在不同气隙下,转差和关键部件的磁密分布、电涡流密度、轴向力、输出转矩的关系,为磁力耦合器的设计制造提供理论依据。     

影响矿用磁力耦合器工作性能的因素分析

利用矿用磁力耦合联轴器的试验数据进行分析和研究,探讨了其工作气隙、铜盘厚度、磁铁厚度、面积及磁极对数等参数的变化对输出转矩的影响,从而为矿用磁力耦合联轴器的启动特性、过载保护性能和运行效率等工作特性及产品开发与应用的可行性研究提供依据。     

矿用限矩型磁力耦合器有限元仿真与试验

矿用限矩型磁力耦合器是一种适合于煤炭行业应用的驱动连接技术。为了研究限矩型磁力耦合器的转差、空气间隙对输出转矩的影响,通过利用有限元软件建立限矩型磁力耦合器的三维有限元模型,得到输出转矩特性。通过搭建限矩型磁力耦合器试验平台,验证了有限元仿真结果的准确性。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

盘式永磁调速器电磁-热耦合仿真分析

针对盘式永磁调速器,利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench软件进行了三维建模和电磁-热耦合仿真分析。研究了铜盘厚度、气隙厚度和永磁体厚度对盘式永磁调速器的转矩和温度的影响。研究结果为后续样机的结构设计和冷却系统的设计提供了参考。     

矿用永磁耦合联轴器过载保护研究

文章介绍了利用Ansoft maxwell有限元模拟分析及实验,研究应用于煤矿井下的磁力耦合联轴器的过载保护问题,并通过实验数据绘制出机械特性曲线。从机械特性曲线可以看出:输出扭矩值在达到磁力耦合器的最大转矩后,随着转差增大,输出转矩、转速降低,电动机的输入功率小于电动机在最大转矩时的功率,说明此磁力耦合联轴器具备过载保护性能。     

矿用多机驱动带式输送机调速型磁力耦合器控制策略

矿用磁力耦合器具有可靠性高、效率高等优点,广泛应用于带式输送机传动系统。多机驱动带式输送机耦合器控制系统为减小电气冲击和机械冲击采用软启动结合功率平衡的控制策略。由于耦合器永磁体耐热性能不足,其控制策略时既要满足带式输送机系统要求,又要将耦合器铜盘涡流产生的热量限制在允许范围内以提高其使用寿命。该策略已进行现场应用并取得较好的使用效果。     

一种永磁磁垫式带式输送机的气隙特性研究

针对一种新型低阻力磁垫带式机输送运动稳定性问题,对其磁性输送带-永磁体支撑系统的气隙特性进行研究。建立了其永磁支撑系统三维简化力学模型,在合理假设的基础上,利用Maxwell方程推导出了悬浮力、磁阻力、侧向力的数学表达式,分析了永磁系统的气隙特性,并对不同气隙条件下永磁支撑系统进行有限元仿真,近而得出了气隙与磁通密度的近似关系。仿真结果表明,永磁支撑系统在合适气隙条件下,可以产生较大磁通密度,实现系统悬浮的稳定性,且永磁体中部产生的磁通密度最大,有利于带式输送机的物料运输;在一定条件下,气隙与磁场强度呈非线性关系,随着气隙增大,磁场的强度整体呈减小趋势。     

High-Gradient Magnetic Separator for Dressing of Weak-Magnetic Ores

The results are presented for the investigations into design of a high-gradient magnetic separator with permanent magnets for dressing of weak-magnetic ores. The advantages of strong permanent magnets to be used in magnetic separators instead of conventional copper and superconducting current coils are shown.     

一种新型转子永磁同步电机磁场分析及特性

提出一种面贴及内置两种方式混合的永磁电机转子拓扑新结构。采用有限元法分别建立内置式、面贴式及新型混合转子拓扑结构的永磁电机模型;计算3种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律及一极距内气隙磁感应强度幅值分布;仿真了3种结构电机的空载感应电势,分析得出新型结构的永磁电机空载感应电势波形更接近正弦;计算了新型转子结构永磁电机的空载定子损耗及转矩等运行参数。     

电机与液力耦合器联合工作特性分析

通过对电机和液力耦合器的特性进行分析,分别建立电机直接启动和电机与液力耦合器联合启动情况下的转矩、驱动力的数学模型。并用MATLAB仿真出了2种启动方式的M-n和F-v的曲线图。分析图形得出电机与液力耦合器联合启动具有减振环节的特性,并且可以延缓输送机的加速过程,对控制输送机启动过程的稳定性和安全性具有指导意义。     

矿用永磁偶合器离心负载调速最大发热点温度场研究

采用流固耦合速度场及传热场结合的方法,对560kW矿用永磁偶合器应用于露天矿离心负载调速过程最大发热点的温度场进行了研究,可知最大发热点工况下热损耗与转差率呈3次方关系,流固耦合速度场求得散热系数139.9W/(m·k),最高温度在热源铜盘处为107.53℃,最低温度为永磁体盘处69.3℃,虽满足行业标准要求,但高温升造成了磁场传动性能衰减。基于此种工况提出了于钢盘内圈开通风孔方式提高散热性能,最终实现铜盘最高温度降低10℃,其余温度降低4～6℃,温度分布更均匀。     

矿用永磁耦合联轴器过载保护实验研究

 摘要：本文利用Ansoft maxwell有限元模拟分析及实验，研究应用于煤矿井下的磁力耦合联轴器的过载保护问题，并通过实验数据绘制出机械特性曲线。从机械特性曲线可以看出：输出扭矩值在达到磁力耦合器的最大转矩后，随着转差增大，输出转矩、转速降低，电动机的输入功率小于电动机在最大转矩时的功率，说明此磁力耦合联轴器具备过载保护性能。     

CRIMM永磁高梯度磁选机磁系改进研究

运用ANSYS软件对CRIMM型双箱往复式永磁高梯度磁选机的永磁磁系进行了分析, 提出了改进方案。将磁块厚度增至7 cm, 铁轭厚改为8 cm, 可将背景磁感应强度提高到0.9 T以上。