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。     

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。     

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。     

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...     

可调速同轴式异步磁力联轴器的传动机理及工作特性分析

提出了一种可调速同轴式异步磁力联轴器,通过远程智能控制器改变内外转子之间的啮合面积,调节气隙磁场强度,从而实现速度的可调节。同时,利用有限元软件对该磁力联轴器进行三维瞬态磁场模拟,分析研究了轴向位移变化对磁力联轴器的传动特性的影响。结果表明,径向气隙的磁通密度近似呈周期性分布,周期数为7,即永磁体的磁极对数;随着轴向位移长度的增加,径向气隙磁密逐渐减小,在轴向位移长度为16²4 mm时,径向气隙磁密呈线性减小;输出转矩随轴向移动长度的增加近似呈线性减小,且在024 mm时,径向气隙磁密呈线性减小;输出转矩随轴向移动长度的增加近似呈线性减小,且在0²5 ms时,输出转矩会出现一个较大波动,在10025 ms时,输出转矩会出现一个较大波动,在100²00 ms时转矩慢慢趋于平稳。     

磁力联轴器隔离套涡流场与温度场的数值计算

为了满足永磁磁力联轴器(PMSC)转矩传递过程中的介质无泄漏要求,在PMSC内外转子间增加了隔离套,隔离套处在变化的磁场中,其内部将产生涡流,导致涡流损耗和隔离套的发热问题,采用二维有限元法对PMSC隔离套区域涡流场进行了计算,得到了隔离套内的涡流和涡流损耗。在此基础上结合流体相似理论得到了散热系数,并对所建立的PMSC三维暂态温度场进行了数值计算,分别得到了隔离套内涡流损耗、隔离套平均温度与隔离套材料电阻率及PMSC转速之间的关系曲线,为磁力联轴器的设计提供了参考依据。     

铜套式磁耦运行特性分析及散热结构设计

磁力耦合器(简称磁耦)通过永磁体磁场在导体中产生涡流来实现转矩与转速的传递,而涡流损耗将使永磁体温度升高。当温升高于永磁体退磁温度时将导致永磁体不可逆退磁,使磁耦失去工作能力。设计了一种外转子为永磁转子而内转子为铜套转子的磁耦。通过ANSYS进行电磁仿真分析,得到输出转速及转矩与耦合长度的变化关系;通过对涡流损耗进行理论分析与仿真计算,验证了永磁体极数及气隙长度对涡流损耗的影响,并设计出一种包括散热翅片及离心式风扇的散热结构。通过Flow Simulation仿真分析,验证了散热结构对磁耦的散热作用,可保证永磁体在其工作范围内长期稳定运行。     

磁钢充磁方式对高速永磁电机性能的影响研究

针对高速永磁电机的充磁方式问题,对一台250 k W,67 000 r/min高速永磁电机的径向充磁、平行充磁和Halbach充磁3种永磁体充磁方式进行了研究,对不同充磁方式给高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、损耗的影响进行了分析。利用有限元分析的方法,根据实际的充磁方式,在有限元软件中建立了高速永磁电机模型,对高速永磁电机不同充磁方式下的性能进行了研究,对比分析了平行充磁、径向充磁及Halbach充磁这3种充磁方式对高速永磁电机气隙磁场、齿槽转矩、定子空载铁耗、转子涡流损耗、额定运行时总损耗等的影响,并且总结了高速永磁电机理想的充磁方式。研究结果表明:采用平行充磁方式时高速永磁电机的气隙磁密波形更趋于正弦、齿槽转矩更小,电机的总损耗最小,运行性能更优。     

高速磁场调制式磁齿轮流场及温度场分析

高速磁场调制式磁齿轮工作时,永磁体和调磁块中会产生较大的涡流损耗和风摩擦损耗。为了研究高速磁齿轮小间隙内的流场和温度场,以一台内转子转速为16 500 r/min,外转子转速为-3 000 r/min的磁齿轮为研究对象,针对磁齿轮小间隙,考虑自然对流换热和强迫风冷换热两种情况,采用计算流体动力学（CFD）方法进行了流场及温度场计算。结果表明,仅仅依靠自然对流换热,永磁体会因温度过高而失磁;引入强迫风冷后,永磁体温度能控制在402.98 K(129.83℃)以内;并给出了轴向风速为15～30 m/s时沿轴向分布的对流换热系数曲线。研究结果为磁场调制式磁齿轮的热设计提供了参考依据。     

磁性联轴器的转矩数值分析及优化设计

磁转矩是磁性联轴器的重要性能指标之一,通常采用经验设计,误差较大,造成磁材料浪费.对磁性联轴器进行简化,采用ANSYS软件,在二维平面内对磁性联轴器进行了数值模拟,得到磁场分布图和磁转矩值.计算出不同转角状态下的磁转矩值;分别研究了在不同气隙厚度、内外轭铁厚度、内外永磁体厚度、磁极材料、磁极数目状态下的转矩值;并以所用磁性材料最小为目标函数进行了优化设计.磁}生联轴器的数值分析和优化设计有重要的工程应用价值.     

磁场作用下磁流体粘度特性的研究

采用自制的试验设备研究了磁流体的粘度与外加磁场及温度的关系。结果表明：磁流体的粘度随温度的增加而减小；当环境温度一定时，在磁场的作用下磁流体的粘度会增加，粘度的大小与磁场作用的时间有关；磁场作用达到一定时间后，磁流体的粘度达到稳定；随着磁场的增加，磁流体的粘度增加，当磁场达到一定强度后粘度不再增加。     

径向磁力轴承磁极布置对磁场和磁力的影响

使用有限元方法对8极径向磁力轴承的磁场进行了建模,计算了气隙磁通密度和磁力,对比分析了在转子不同的偏心情况下两种磁极布置形式(NSNS交替磁极布置和NNSS成对磁极布置)的磁力轴承的气隙磁通密度和磁力,并通过实验测试验证了有限元磁场建模和计算的准确性.结果表明,在同样大小的电流激励下,NSNS布置比NNSS布置的气隙磁通密度大,偏心时产生的磁力也较大,适合小尺寸的磁力轴承,而NSNS布置磁极之间的磁耦合比NNSS布置形式强,增加了控制系统的复杂性.研究结论对磁力轴承的结构设计和控制系统设计具有一定的指导意义.     

基于磁场梯度测量的磁记忆试验

金属磁记忆检测是无损检测领域的新技术。为探索以磁场梯度为判据的磁记忆检测方法,采用自制的专用磁场梯度检测仪,在地磁场环境对棒状低碳钢进行拉伸试验。结果显示磁场梯度与应力的关系随测量方法不同有很大差异。当将试件原位放置在拉伸机上测量时,磁场梯度与应力之间没有确定的关系;当将试件从拉伸机上取下测量时,磁场梯度与近期曾经受到的最大应力成线性关系。通过测量铁磁性构件表面的磁场梯度,为非破坏性测量应力提供新途径。另外,磁记忆信号会随试件取下后搁置时间而逐渐减弱的事实,表明用金属磁记忆技术检测应力集中具有时效性。     

磁传动水表中动态磁路设计

基于铁磁学理论,建立了圆环磁性耦合的模型,推导出圆环磁性耦舍器剩磁的计算公式,二磁体尺寸的确定;对于磁传动水表的设计具有参考价值。     

锥形永磁轴承磁力解析模型

为了解决锥形永磁轴承缺乏磁力解析模型问题,基于平面点磁荷的磁场和虚功原理,结合两块平行矩形截面永磁体及锥形永磁轴承结构特点,建立了锥形永磁轴承的磁力解析模型,用ANSYS仿真验证了该解析模型的正确性,分析了锥形永磁轴承悬浮磁力与其结构参数之间的关系。研究结果表明：锥形永磁轴承磁力与磁环的平均周长和磁环磁通密度的平方成正比,磁力随着磁环径向宽度的增大而增大,小尺寸范围内随磁环截面长度的增大而增大;轴向磁力随磁环锥角的增大而减小,随轴向偏移的增大而减小。该研究模型为锥形永磁轴承设计计算及其结构参数优化提供了技术支持。     

被动磁力轴承在磁悬浮技术中的作用

论述了被动磁力轴承的特点和设计方法、介绍了其在磁悬浮系统中的重要作用。     

电磁轴承磁场分析和优化设计

电磁轴承通过控制电磁力实现转子的无接触悬浮.为了更好的控制电磁力,须对电磁铁磁场分布进行研究.对八磁极电磁铁磁场进行了磁路分析和有限元方法的计算,并计算了电磁轴承的承载力,以最大承载力为目标,对气隙和磁极柱宽度进行了优化,对优化结果进行了分析,分析结果对电磁轴承设计有一定的指导作用.     

外圆磁性研磨机及其磁路计算

介绍一种车床改装的外圆磁性研磨装置的机构及技术参数，研究磁感应器的设计与计算问题，用磁路解析法计算磁感应器线圈的磁势及线圈的部分计算。     

利用ANSYS进行磁性流体密封装置磁场设计

介绍了通用有限元软件ANSYS的一般功能，讨论了利用ANSYS软件对磁性流体密封装置的磁场进行有限元计算的一般步骤，详细描述了从创建物理环境到解后处理的全过程。通过磁性流体密封装置的设计实例说明，用ANSYS对磁性流体密封装置磁场计算以及结构参数优化具有一定的意义。     

磁极开槽情况对磁力研磨的影响

通过ANSOFT软件仿真和实验的方法,研究在磁极头表面加工出矩形槽、60°V型槽、圆环槽和分布圆孔4种不同槽型时对磁力研磨后工件表面粗糙度的影响。采用ANSOFT软件仿真磁极头表面加工出不同槽型时,工件表面的感应磁场强度分布。仿真结果表明:在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面感应磁场周向梯度最明显。实验结果表明,在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面粗糙度改善率最高为32.95%。对比不开槽和加工出矩形槽两种磁极头形式下的磁力研磨加工结果,得出采用矩形槽开槽形式时,磁力研磨的加工效率有所提升。