笼型转子磁力耦合器永磁体计算及调速系统研究

发布时间：2017-04-15 15:16

  本文关键词：笼型转子磁力耦合器永磁体计算及调速系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁力耦合器是一种新型磁力传动机构,通过气隙可实现主动机与工作机之间的转矩传递。与传统的机械式联轴器相比具有如下优点：隔绝振动；空载启动；过载保护；容忍较大对中误差；应用在调速场合,能够有效地节约能源,且较变频调速器和液力耦合器更具可行性及可靠性。 本文介绍了笼型转子磁力耦合器的研究背景及研究意义,分析了永磁材料发展对磁力耦合器的影响以及磁力耦合器的研究现状,通过与盘式磁力耦合器和筒式磁力耦合器的对比,提出了更具优势的笼型转子磁力耦合器结构,并建立了切向及径向式结构的等效磁路模型,推导出了永磁体体积计算公式,给出了永磁体体积的影响因素。 永磁体既是磁源又是磁路的组成部分,是实现系统中能量交换和传递的基础,笼型转子磁力耦合器中的各项性能指标均与之有密切关系。负载运行时,由于电枢反应的影响,永磁体工作点将发生变化,为防止永磁体的工作点低于去磁点而造成不可逆去磁,必须在设计完成后对永磁体负载工作点进行校核,以保证其工作点高于去磁点,本文结合磁路法和图解法建立了永磁体工作点的校核方法。 为了验证磁路设计的正确性,求解转矩和转速的变化规律,基于有限元法,建立了磁力耦合器的仿真分析模型,得到了空载状态下的磁力线分布图和磁密云图,并给出了负载稳定运行时的转矩和转速规律。 磁力耦合器通过空气隙中的有效磁通实现能量传递,可通过改变永磁转子和笼型转子之间的气隙接触面积实现输出转矩和转速的调节。为使该过程能够自动控制,本文建立了一套调速控制系统,推导出气隙有效接触长度与输出转矩及转速的关系,并对其节能原理进行了深入分析。 推拉机构是调节气隙接触面积的执行装置,其运行精度直接决定了输出转矩和转速的调节精度。本文提出一种推拉机构模型,并运用复数矢量法对机构的运动学特性进行了求解,通过Adams仿真软件进行了辅助分析及验证,保证了推拉过程中机构调节的准确性和稳定性。
【关键词】：笼型转子磁力耦合器 永磁体工作点 调速系统 推拉机构
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH139
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究价值及意义10-13
• 1.1.1 改善传动品质10
• 1.1.2 调速节约能源10-13
• 1.2 磁力调速装置的发展13-16
• 1.2.1 永磁材料的发展13
• 1.2.2 磁力调速装置研究现状13-16
• 1.3 笼型转子磁力耦合器16-17
• 1.4 论文主要研究内容17-19
• 第二章 工作原理及永磁体尺寸计算19-32
• 2.1 基本结构及工作原理19-20
• 2.2 永磁材料磁性能20-22
• 2.3 笼型转子磁力耦合器磁路结构22-28
• 2.3.1 切向式磁路结构特点23-26
• 2.3.2 径向式磁路结构特点26-28
• 2.4 永磁体体积的计算28-31
• 本章小结31-32
• 第三章 永磁体工作点校核与有限元分析32-48
• 3.1 永磁体工况分析32-35
• 3.2 永磁体校核方法35-36
• 3.3 永磁体工作点校核36-42
• 3.3.1 初估永磁体空载工作点36-37
• 3.3.2 空载外特性计算37-39
• 3.3.3 图解法校核永磁体工作点39-41
• 3.3.4 工作点校核41-42
• 3.4 笼型转子磁力耦合器有限元分析42-46
• 3.4.1 有限元仿真流程42-44
• 3.4.2 空载特性研究44-45
• 3.4.3 负载特性研究45-46
• 本章小结46-48
• 第四章 磁力耦合器调速机理与节能原理48-57
• 4.1 磁力耦合器调速系统48-49
• 4.2 磁力耦合器运行状态分析49-50
• 4.3 气隙有效接触长度与输出转矩及转速的关系50-52
• 4.4 磁力耦合器节能原理52-56
• 4.4.1 节能原理52-54
• 4.4.2 节能量化分析54-56
• 本章小结56-57
• 第五章 磁力耦合器推拉机构的运动学分析与仿真57-71
• 5.1 推拉机构的设计及分析57-58
• 5.1.1 推拉机构设计57-58
• 5.1.2 推拉机构自由度分析58
• 5.2 用解析法做机构运动分析58-65
• 5.2.1 机构的封闭矢量位置方程式59-60
• 5.2.2 复数矢量法求解60-63
• 5.2.3 Matlab求解验证63-65
• 5.3 Adams动态仿真验证65-68
• 5.4 推拉机构可控性分析68-70
• 本章小结70-71
• 第六章 笼型转子磁力耦合器实验研究71-76
• 6.1 样机的结构参数71-72
• 6.2 样机模型仿真分析72-73
• 6.3 样机的实验研究73-75
• 本章小结75-76
• 结论76-77
• 参考文献77-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨超君;郑武;李志宝;;可调速异步盘式磁力联轴器的转矩计算及其影响因素分析[J];电机与控制学报;2012年01期

2 张忠银;林宏杰;;液力耦合器与变频器调速比较[J];电气传动;2009年12期

3 李前宇;毛永清;;调速型液力耦合器工作油温特性分析与应用[J];电站系统工程;2009年02期

4 张洪军;包丽;李旭艳;;同轴圆筒式磁力耦合器启动特性研究[J];工程设计学报;2012年06期

5 赵国祥;马文静;曹永刚;;永磁调速驱动器在闭式冷却水泵上的节能改造[J];节能;2010年04期

6 杨超君;顾红伟;;永磁传动技术的发展现状和展望[J];机械传动;2008年02期

7 葛研军;聂重阳;辛强;;调制式永磁齿轮气隙磁场及转矩分析计算[J];机械工程学报;2012年11期

8 曹卫东,施卫东;退磁曲线法和磁导法的磁力泵耦合器转矩分析[J];农业机械学报;2004年02期

9 段晓伟;王向东;;大功率风机水泵调速节能方法对比分析[J];节能;2012年05期

10 张洪军;李旭艳;包丽;;同轴圆筒式磁力耦合器涡流损失特性研究[J];机械传动;2012年09期

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本文编号：308675