高性能磁力齿轮传动扭矩与效率的数值计算

为了获得高性能磁力齿轮的传动扭矩和效率等性能参数,利用Maxwell 2D软件对其进行静态、动态有限元模拟计算。计算出内磁转子、外磁转子以及调磁极片的静态扭矩;定义内、外磁转子分别以对应的转速运行,得出其功率损耗,进而得到其扭矩损耗;定义了磁力齿轮的3种运行方式,根据静态扭矩以及扭矩损耗的结果,推算出各种运行方式下效率的计算公式并分析其变化规律。分析的结果可以为磁力齿轮的设计制作提供依据。     

磁力齿轮发展综述

磁力齿轮具有结构简单、无摩擦、无油污、少维护和自动过载保护等特点,是一种较理想的传动设备。本文综述了国内外有关磁力齿轮的研究,按照时间顺序回顾了其发展历程,总结归纳了其发展脉络和演进过程;横向比较了各种磁力齿轮的结构特点、性能差异及适用领域,阐述了磁力齿轮的关键技术;探讨了磁力齿轮的应用前景,指明了未来的研究重点和发展方向。     

磁力齿轮温度场仿真与试验研究

稀土钕铁硼永磁材料温度系数较高,高温下剩余磁密Br下降,磁力齿轮转矩传递能力降低;同时导致永磁体内禀矫顽力Hci下降,可能造成局部失磁,使磁力齿轮性能严重恶化。因此,对磁力齿轮的设计和运行而言,有必要研究其运行时内部温度场的分布。分析计算轴向磁场调制式磁力齿轮的热源分布情况,建立磁力齿轮三维温度场有限元模型,仿真计算磁力齿轮关键部件内的温度分布,完成样机温升试验验证工作。样机试验数据与有限元结果相吻合,验证了仿真模型的准确性,以及温度对磁力齿轮性能的影响。     

同轴式磁力齿轮试验样机的参数优化与设计改进

针对一台传动比为-15/7的同轴式磁力齿轮试验样机存在转矩密度偏低的问题,运用二维有限元法分析调磁极片的径向齿高、相对齿宽、连接桥位置及内外磁体充磁方式、磁体体积对转矩密度的影响,从而来寻找提升转矩密度的措施。结果表明,在不增加制造成本的前提下,通过改进调磁极片和磁体的相关参数使转矩密度提升43%,磁力齿轮外径缩小7.5mm。     

磁场调制式磁力齿轮及其有限元计算

为避免机械齿轮振动,或要在分开物体间传递力矩,可以采用磁力齿轮传动装置。设计该磁力传动装置时需要对其设计参数进行精确计算。在电机设计时,使用有限元方法对一种大力矩磁力齿轮——磁场调制式磁力齿轮进行了磁场计算,为设计该磁力齿轮提供了有力的工具。     

轴向磁场调制型磁力齿轮设计与验证

与传统机械齿轮箱不同,轴向磁力齿轮采用电磁变级变速原理,使得输入端和输出端之间无机械接触,具有无磨损、不需润滑、免维护等优点.采用二维动态场与三维静态场有限元法设计了磁力齿轮,样机试验数据比较表明,该有限元算法准确,样机设计合理可行.     

Halbach阵列同心式磁力齿轮参数分析与优化设计

直驱式同心式磁力齿轮在低速大转矩领域有广泛的应用前景。为获得较正弦分布气隙磁场,所用永磁体采用Halbach阵列充磁,用二维全局解析法计算同心式磁力齿轮磁场分布;分析了调磁环铁心宽度、调磁环高度及外转子轭部厚度等参数与磁力齿轮最大静态转矩之间的关系。磁场全局解析法计算结果与有限元分析结果一致性较好,验证了解析模型的正确性;根据参数分析结果,制作了一台内转子4对极、外转子17对极的Halbach阵列同心式磁力齿轮样机,样机试验结果表明,合理选择结构参数可以提高磁力齿轮的转矩密度,对磁力齿轮的设计提供一种有益参考。     

轴向磁场调制型磁力齿轮的设计方法

分析轴向磁场调制型磁力齿轮运行机理,提出轴向磁场调制型磁力齿轮定子与转子关键部件的设计方法,从理论上阐述了定子厚度对磁力齿轮运行性能的影响;定子铁心硅钢片采取径向叠压方式可以最大程度地抑制定子铁耗;永磁体采取分块结构,可大幅降低磁钢涡流损耗.运用三维有限元仿真分析方法验证设计方法的合理性和可行性.样机试验进一步验证了仿真方法的正确性.     

阻尼绕组对磁力齿轮动态特性的改善

与传统机械齿轮相比,磁场调制式磁力齿轮输入与输出轴之间非机械连接,具有无磨损、无润滑、大速比与过载保护等特点,使得其在变速机械方面具有特殊应用价值。然而,由于两转子间存在非刚性磁耦合特性,导致在启动以及负载和速度发生变化时,出现暂态振荡现象。为了提高整个传动系统的动态稳定性,提出一种在高速转子侧增加阻尼绕组的结构设计,在电磁场有限元分析基础上,建立了动态仿真模型,对磁力齿轮增加阻尼绕组前后动态性能进行对比研究,结果证明阻尼绕组结构能有效减小传动系统的振荡幅值,缩短调节时间。     

一种Halbach磁体结构同心磁力齿轮传动装置的设计和实现

提出了一种使用Halbach磁体结构产生磁场,并对磁场进行调制的同心磁力齿轮传动装置。该传动装置由机壳、安装在机壳内腔的悬臂式的外转子和内转子组成。内、外转子永磁体之间有调磁环。调磁环由铁心块组成,并固定在机壳的端板上。磁体结构采用Halbach阵列,得到的气隙磁密接近正弦分布。对样机测试后表明,该装置取得了较好的正弦磁场分布、稳定的转速比值和较高的传动效率。     

高转矩密度磁力齿轮的拓扑结构设计与性能比较

永磁行星齿轮和同轴永磁齿轮是两类具有不同拓扑结构和运行原理的磁力齿轮,采用定量设计比较法设计了具有相同有效体积和永磁体用量的上述两类磁齿轮,并通过有限元分析法对二者的转矩传递性能进行比较研究。研究结果表明,永磁行星齿轮较同轴永磁齿轮有更高的转矩密度和更低的转矩脉动。此外,由于永磁行星齿轮具有更加灵活的运行模式,并且能实现功率分流,使其在混合动力汽车领域有很好的应用前景。加工了一台永磁行星齿轮样机,并搭建试验平台进行了相关的试验,结果表明了该拓扑结构的有效性。     

无接触永磁齿轮传动机构发展综述

普通齿轮传动存在摩擦、噪音、效率低等缺点;无接触永磁齿轮变速传动以能够削弱这些缺点而引起人们的关注.对永磁齿轮发展进行综述.介绍常见的变速传动方式以及永磁齿轮发展历程,阐述永磁齿轮的工作原理及其基本结构.     

辐条式磁齿轮电机齿槽转矩抑制

磁齿轮电机具有转矩密度高、转子结构坚固的特点。针对外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩高等问题,以一台三相18槽28极外转子辐条式磁齿轮电机作为研究对象,利用磁场调制理论对气隙进行解析计算,然后基于麦克斯韦张量法分析外转子辐条式磁齿轮电机齿槽转矩产生的机理,并通过调节槽口角度和转子削角对磁齿轮结构进行优化。有限元分析结果表明,优化后电机的反电动势三次谐波被削弱了53%、齿槽转矩幅值被削弱了93.4%、输出转矩脉动下降了73.7%。有限元分析结果验证了调节槽口角度和转子削角的结构优化方法的有效性。     

齿索式输粉机的应用

介绍了ＣＳ－３５０型齿索式输粉机在景德镇发电厂的应用情况。     

平行轴永磁齿轮的特性研究

永磁齿轮利用永磁磁场的相互耦合作用产生磁性力来实现非接触传动。采用有限元法求得了永磁齿轮的磁场，进而采用虚功原理求得了磁力矩以及永磁齿轮的矩角特性。通过仿真分析了动轮随主动轮转动的机理。制作了实验模型，实验结果验证了分析方法的正确性。     

一种基于磁导调制原理的新型永磁齿轮的原理与试验研究

永磁齿轮是一种无接触式的功率传动设备,在对振动及密封性能要求较高的场合具有良好的应用前景。介绍了一种新型结构的大力矩永磁齿轮。在原理分析的基础上,利用有限元软件对其性能进行了仿真分析,并研制样机进行实验测试。仿真和实验结果验证了其结构的正确性与实现大力矩传动的可行性。     

基于永磁极间偏移的磁齿轮电机齿槽转矩削弱研究

本文将一种"极间偏移"的设计理念融入至磁齿轮电机的转子永磁拓扑设计之中,形成一类极间偏移式永磁转子,旨在实现对磁齿轮电机齿槽转矩的有效削弱.为了充分挖掘磁齿轮电机的齿槽转矩特性,文章从永磁体不同极间偏移形式的角度出发,提出了两种拓扑结构.相关研究立足于"磁场调制"的研究视角,在分析电机磁动势和磁导特性的基础上,针对电机...     

自动盘车装置在周宁水电站的应用

盘车是水轮发电机组安装轴系找正的一道重要工序。介绍了几种常用的盘车装置及方法,并重点介绍自动盘车装置在周宁水电站机组安装中的应用,说明自动盘车装置的特点,可以在水电机组安装中推广使用。     

Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场分析与优化设计

采用二维全局解析法计算Halbach阵列同心式磁力齿轮气隙磁场。求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,3类子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系。得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,有利于方便、快速、精确地计算任意转子位置的电磁转矩。气隙磁场波形与二维有限元法计算波形较吻合。与径向充磁相比,Halbach阵列充磁方式所得转矩更大,且更接近正弦。运用 Matlab 优化工具箱中的遗传算法对 Halbach 阵列同心式磁力齿轮某些参数进行优化,试验结果表明计算值与测量值较为一致,证明了所提方法的正确性和有效性。