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。     

基于Ansoft的变频永磁同步电动机参数计算与试验验证

对变频永磁同步电动机设计的重要参数空载漏磁系数基于Ansoft有限元磁场仿真。采用等效交直轴电抗方法对变频永磁同步电动机电抗参数进行仿真计算;通过对比电抗仿真设计值与试验测试值,得出等效交直轴电抗参数计算方法,满足工业性生产要求,对同类永磁电机设计具有指导意义。     

永磁调速式煤矿区移动制冷装置

对永磁调速型移动制冷装置进行整体设计,研究了配合磁力耦合器的ZLF-400移动制冷装置。在温度不断变化的实验场地进行制冷试验,不设置温度参数时,制冷温度会自动调节到固化温度,若需改变温度,则改变控制器上温度参数,控制器会向调速型磁力耦合器的执行器发出改变气隙的命令,从而调节压缩机与风机电机转速来改变制冷温度。在相同条件下不用磁力耦合器控制电机做相同制冷试验,每小时设备耗电量明显增加。试验结果表明,使用调速型磁力耦合器的制冷设备,制冷温度与风量适宜且耗能低,大大节约了耗电成本,且增加了工作人员的舒适度。     

永磁磁力偶合器的温度场有限元分析

针对永磁磁力耦合器在运行过程中,涡流损耗不仅会导致其内部温度升高,而且永磁体在高温下会发生退磁的问题,利用Ansys Workbench软件对永磁磁力耦合器的温度场进行有限元分析。通过分析不同气隙下的温升情况,得到永磁磁力耦合器在空气冷却方式下能够正常工作的条件。     

矿用永磁耦合器涡流损耗及温度场分析

对永磁耦合器涡流损耗功率进行了分析,根据电磁感应及能量守恒定律得到涡流损耗与其影响因素的关系,通过有限元仿真分析了稳定运行及过载状态下永磁耦合器的温升情况。结果表明,在相同负载的条件下,气隙厚度增加、导体盘电阻率增大、铜盘厚度减小都会导致涡流损耗增加;对于40 kW矿用永磁耦合器,使用自然风冷方式可以满足300 N·m以内负载的散热要求;过载情况下,永磁耦合器的永磁体会在45 s内达到居里温度并造成永久损坏,应及时关闭电机。     

ANSYS软件对PMSM磁路分析的应用

针对传统电机设计理论已无法为永磁电机提供足够支持的问题,进行了综合PMSM磁路结构设计、参数计算、性能分析和现场实际研究。研究得到了一个基于ANSYS软件,结合矿山需求对永磁电机进行逆向设计的方法与概念;运用该方法对方波永磁同步电机进行设计、分析及方案优化,应用后大幅度提升了皮带的运输能力,改善了运输系统。     

双鼠笼永磁感应电机设计算法及多目标优化

结合感应电机和永磁同步电机的设计方法,研究永磁感应电机的设计算法并对电机进行优化。采用等效磁路法确定电机设计基本电磁参数;利用有限元的方法解决双鼠笼转子参数设计中的难点,并提供合理的参数优化取值范围。采用Taguchi方法建立实验正交矩阵,并通过求解实验矩阵对电机结构参数进行初步筛选。进一步利用响应曲面法,建立电机稳态运行指标与优选参数间关系的数学模型,通过求解数学模型来完成电机的优化设计。最后,将完成优化设计的电机与普通感应电机采用有限元的方法进行了性能对比,验证了上述设计和优化方法的正确性及双鼠笼永磁感应电机性能的优越性,为永磁感应电机的分析设计与优化提供了有价值的参考。     

40kW矿用永磁磁力耦合器的结构设计及特性测试

以煤矿井下常用的40 kW刮板输送机为对象,设计了适合煤矿生产的40 kW矿用永磁磁力耦合器,并对其机械特性、软启动特性、效率特性、温升特性进行了测试分析,得出了永磁耦合器是一种高效的动力传递设备,完全具备恒转矩负载驱动能力,且具有明显的过载保护性能和软启动特性。     

永磁涡流耦合器过载特性的研究

根据电磁学与传热学理论,对永磁涡流耦合器2类不同的过载情况进行了理论分析与有限元计算,结果表明,小气隙情况下(3 mm-1 000 r/min)的铜转子整体涡流密度值是大气隙情况(15 mm-1 000 r/min)约2.5倍,涡流损耗值分别稳定在1 168 W与204 W左右,小气隙过载情况下,永磁体温度将突破永磁材料最高使用温度,会引发严重的退磁现象,应对其工作状态采取温度在线监控;大气隙过载情况下,由于涡流损耗的降低与热交换环境的改善,永磁体的温度仍处于安全范围内,可以实现过载保护作用,研究结果可为永磁涡流耦合器的工况使用与设计改进提供借鉴。     

电动汽车用永磁同步电动机设计

为推进永磁同步电动机在电动汽车驱动中的应用，对电动汽车驱动用永磁同步电动机的设计进行了研究．从电动汽车牵引电机的运行特性入手，分析了影响永磁同步电动机参数确定的因素．应用电磁场分析方法给出了永磁同步电动机转子永磁体结构的选择原则．应用场路耦合计算方法设计了电动客车用永磁同步电动机样机．实验结果表明，样机的低速转矩大、恒功率区宽，性能满足整车的需要．     

一种应用于内转子永磁滚筒的计算仿真方法

针对目前煤矿带式输送机用永磁电机直驱设备、外转子永磁滚筒,存在低速大扭矩工况体积急剧增大、因防爆结合面磨损导致隔爆性能丧失、转子磁钢可靠性低等缺陷,研发了一种新型集成式内转子永磁滚筒。因其结构特点存在以下设计难题：多支承超静定结构、复杂装配体的仿真精度及仿真速度低,为解决以上难题,提出了一种应用于复杂装配体的计算仿真方法,既实现了多支承超静定结构的静力学求解,又保证了复杂装配体静力学仿真的精度。对该新型永磁滚筒样机进行型式试验,试验数据与计算结果相符,且样机刚度及强度满足平均标准要求,从而验证了该计算仿真方法的可行性。采用该方法设计完成的新型集成式内转子永磁滚筒,既实现了结构紧凑、传动效率高,又解决了永磁电机及外转子永磁滚筒的上述缺陷。     

开槽导体盘式矿用永磁耦合器的研究

矿用永磁耦合器的铜导体盘结构通常是无槽的,从无槽导体盘中径向路径的涡电流对转矩传递起主导作用的事实出发,文章提出一种将导体盘开槽、开槽处填充轭铁的新型耦合器结构,旨在进一步提高传动性能。在原有40k W永磁耦合器的结构基础上,将导体盘结构做开槽处理,通过Ansoft Maxwell建模并仿真,发现轭铁位置的磁感应强度明显增大,气隙之间的磁场得到了加强。进一步针对不同的开槽角度、开槽数量、槽长度来得到相应条件下的磁通密度、涡流分布、涡流损耗密度图,得出槽尺寸大小与传递转矩的关系,最终得出导体盘开槽、并在开槽处填充轭铁的结构比无槽导体盘结构获得的传递转矩较大。     

矿用永磁耦合器调速特性及应用研究

利用Ansoft Maxwell软件对矿用永磁耦合器建模仿真,得出气隙越小转矩越大且转矩随转差率的变化类似于异步电动机机械特性的结论,分析了通过调节气隙大小,实现调速控制的可行性。提出永磁耦合器调速机构的整体设计方案,并对目前煤矿生产中常用的几种调速控制技术进行了分析对比,揭示永磁传动调速更适合井下恶劣环境的特点。最后探讨在泵类负载上采用永磁耦合器控制转速,可产生显著的节能效果和经济效益。     

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。     

低速永磁直线同步电动机齿层比磁导的分析计算

介绍了低速永磁直线同步电动机的基本结构及基本原理,对具非线性磁网络计算中的关键参数非线性齿层比磁导进行了有限元计算,得到了一组齿层比磁导曲线族,为分析和设计这种电机提供了有效方法。     

ANSYS在低速永磁直线同步电机中的应用

介绍了低速永磁直线同步电机(PMLSML)的基本结构和工作原理,应用有限元分析软件ANSYS,分析了低速永磁直线同步电机的磁场分布,计算了初级三相绕组的电感参数,提出了低速永磁直线同步电机的数学模型。     

永磁型安全联轴器的结构设计与研究

结合永磁传动和螺旋传动技术,设计了一种新型永磁安全联轴器。分析了其结构和工作原理,并对其磁路进行了仿真计算。对过载工况下两永磁转子分离时的轴向力进行了计算。制造样机进行模拟工况试验。研究结果表明:该安全联轴器设定的过载力矩恒定,遇到过载工况时两永磁转子能够及时可靠自动脱开磁耦合传动关系,并可通过手动对力矩进行恢复,因此该安全联轴器可应用于需要过载保护的重要机械传动系统。     

矿用直驱系统用筒式同步型永磁耦合器 特性研究

基于185 k W电机驱动系统对无隔离套、双永磁体盘同步型耦合器应用于矿用直驱电机系统时的传动性能开展了相关研究。首先分析了同步型永磁耦合器结构及工作原理,进而进行了磁场仿真、永磁体安装受力分析及过载运行状态下的温度场分布计算。主要结果如下:采用10对级形式,最大传递扭矩达到2 600 N·m,满足185 k W电机驱动系统需求;单块永磁体安装受力较小低于46 N,而永磁转子内外套轴向力为1 000 N,不对中1 mm情况径向力320 N,需特定工装进行安装;永磁体最高温度114℃,过载系数2.0以上,满足过载运行需求。     

基于Ansoft的永磁磁力耦合器转矩特性研究

永磁磁力耦合器是一种新型的驱动连接技术,通过导体转子与永磁转子之间的无接触连接的相对运动,实现转矩的传递。通过对其电磁场进行分析,建立三维有限元仿真模型。运用Ansoft软件对模型进行静态、瞬态仿真,并对各因素对输出转矩的影响曲线进行分析和研究,为永磁磁力耦合器的优化设计提供参考。     

永磁调速技术在皮带输送机领域的应用研究

针对目前大功率皮带输送机调速驱动控制系统在应用过程中存在现场安装调试难度大、系统原理复杂、维修保养时间长、备件占用资金多以及对周围环境有不良影响等实际情况,通过分析永磁调速器的结构原理、性能及特点,提出永磁调速器作为一种新型调速控制装置可取代变频器和液力耦合器,应用于大功率皮带输送机更可靠、更适用。该调速器通过现场的使用,完全满足设计的要求,给用户带来良好的经济效益。