摆线永磁齿轮的涡流损耗研究

发布时间：2017-04-20 20:02

  本文关键词：摆线永磁齿轮的涡流损耗研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摆线永磁齿轮是磁耦合传动装置中的一种,它由定子和偏心转子组成。目前,对摆线永磁齿轮的研究主要是针对其运行原理、结构设计、静态转矩和动态转矩进行的,而对其损耗的研究则很少。损耗的大小直接关系到永磁机械效率的高低,损耗越大,效率越低。因此,对摆线永磁齿轮的涡流损耗进行研究是十分必要的。本文对摆线永磁齿轮的涡流损耗进行理论和实验研究。 首先,给出了摆线永磁齿轮基本结构,以及其工作原理。理论分析了摆线永磁齿轮涡流损耗产生原因,并推导了损耗计算公式,根据计算公式,得到了涡流损耗的影响因素。 其次,采用一种基于运动边界法的时步有限元法实现摆线永磁齿轮涡流损耗的计算。通过计算得出：摆线永磁齿轮的涡流损耗与转矩大小无关,与输入转速的平方和材料的电导率成正比；当偏心距增大时,各部分涡流损耗均在增加,其中转子轭部涡流损耗最小,随着每极含有永磁体数目增加,偏心距变化对涡流损耗影响变小；当轭部厚度增大时,各部分涡流损耗均在增加,其中定子轭部涡流损耗出现明显增加,随着每极含有永磁体的数目的增多,轭部厚度变化对总涡流损耗的影响加大。 最后,将永磁体采用一般结构和90。Halbach阵列分别进行实验研究。通过实验得出了：涡流损耗与转矩大小无关,随着输入转速的升高而不断增加,实验结果与理论结果基本一致；摆线永磁齿轮效率随着转速的升高而降低,随着负载转矩的升高而升高,在低速大转矩时效率高,因此为了提高效率,尽量工作于低转速高转矩场合。
【关键词】：摆线永磁齿轮 涡流损耗 运动边界法 有限元法 Halbach阵列
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 永磁齿轮研究现状11-13
• 1.3 永磁材料特性13-14
• 1.4 永磁体涡流损耗研究现状14-17
• 1.5 本课题的主要研究内容17
• 1.6 论文结构及章节安排17-18
• 1.7 本章小结18-19
• 第2章 摆线永磁齿轮的涡流损耗分析19-28
• 2.1 摆线永磁齿轮结构及工作原理19-20
• 2.2 涡流损耗理论分析20-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 摆线永磁齿轮涡流损耗的有限元分析28-61
• 3.1 摆线永磁齿轮涡流场数学模型28-31
• 3.2 摆线永磁齿轮相对运动处理31-33
• 3.2.1 运动气隙法31-32
• 3.2.2 运动线接口处理32-33
• 3.3 涡流损耗的计算流程33-34
• 3.4 2-D有限元分析34-48
• 3.4.1 2-D静态磁场分析35-42
• 3.4.2 2-D瞬态涡流场分析42-48
• 3.5 涡流损耗特性研究48-53
• 3.5.1 涡流损耗与转角偏差的关系48-49
• 3.5.2 涡流损耗与偏心距的关系49-50
• 3.5.3 涡流损耗与输入转速的关系50-51
• 3.5.4 涡流损耗与轭铁厚度的关系51-52
• 3.5.5 涡流损耗与电阻率的关系52-53
• 3.6 3-D有限元分析53-59
• 3.6.1 3-D静态磁场分析54-56
• 3.6.2 3-D瞬态涡流场分析56-59
• 3.7 本章小结59-61
• 第4章 摆线永磁齿轮实验与分析61-71
• 4.1 实验设备及仪器61-63
• 4.2 实验方法63-65
• 4.3 实验结果与分析65-68
• 4.4 实验与理论结果对比及分析68-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第5章 结论与展望71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果78

【参考文献】

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本文编号：319399