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磁力联轴器传动特性的研究

2021-03-03 16:23:38

    磁力联轴器是磁力泵的核心部件。高速磁力泵由电机驱动磁力联轴器的外磁转子转动,通过磁力作用带动内磁转子运转,隔离套隔开内外磁转子,从而实现了转矩的无接触传递。隔离套的设计使机械动密封变为静密封,提高了机械运转的优良性,做到了适当的无泄漏。在石油化工、航天、食品、医药、电镀等对密封性要求较高行业中,磁力联轴器的使用避免了泄漏的发生。一方面提高了原料运输的利用效率,另一方面控制了有毒、无益、易燃易爆等化学介质的泄露对环境造成的污染,提高了生产过程的安然性。同时,磁力联轴器具有结构简单、过载保护、减少振动等技术优势,提高了系统运行的优良性和使用寿命,具有确定的实用经济价值。

    磁力联轴器的磁场分布、传递的转矩大小是磁力联轴器结构设计的重要目标。当隔离套为金属材质时,隔离套切割交变磁场产生涡流损失,减弱磁场并消耗功率。因此,专家对磁力联轴器的涡流损失进行研究以优化设计,达到能源的效率好利用。在通过安培电流模型分析气隙磁场的基础上,根据方程建立了三维有限元模型对隔离套内的涡流损失进行了预算;通过等效电荷法计算出磁力联轴器的涡流损失,用因子分析法发现隔离套越厚,电导率增加,涡流损耗增大;用空间谐波法研究了径向充磁磁力联轴器的涡流损耗问题,深受涡流密度的解析解并与等效电荷法求出的结果进行对比,验证分析结果的正确性;用谐波分析法计算了永磁同步电机产生的涡流损失,并采用对磁体进行分段的方法来减少涡流损失、优化结构考虑开槽和铁芯凸起部分对永磁涡流联轴器产生的涡流损失的影响,并发现了涡流聚集现象;利用有限元方法分析了同轴圆柱形磁耦合器的涡流特性,模拟了涡流对磁场的影响并提出减少涡流损耗的方法;推导出双层实心转子异步磁力联轴器的壳涡流损耗公式,并进行了异步磁力联轴器的性能优化设计。


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