笼型转子异步磁力耦合器结构分析与调速系统研究

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1、笼型转子异步磁力耦合器结构分析与调速系统研究AnalysisofthestructureandresearchonthespeedcontrolsystemforAsynchronousMagneticCoupling大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：______________TH132___________学校代号：10150UDC：_______________密级:____________学.号：201二二6义盖又遽乂事硕士学位论文笼型转子异步磁力賴合器结构分析与调速系统研究Analysiso

2、ftheStructureandResearchontheSpeedControlSystemforAsynchronousMagneticCoupling学生姓名：张帅导师及职称：葛研军教授学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：机电传动与控制.申请学位级别：工学硕士.论文答辩日期：2015年6月，10曰位授予单位：大连交通大学•大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究

3、成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：ItH7大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产<及译留、使用学位论文的规定，g卩：研究生在校攻读学位期间论文二々?:知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使E论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并它国家有

4、关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内寇绾入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文D(保密的学位论文在解密后应遵守此规定j日日期：立咐年6月U日摘要笼型异步磁力耦合器（AsynchronousMagneticCoupling,AMC）是一种磁力传动装置，既可通过气隙磁场传递转矩，还可通过调节轴向气隙面积进行调速。与传统耦合器相比，具有无摩擦、

5、体积小、柔性启动与传动、过载保护、低对中性要求等优点。本文设计出AMC的机械结构，详细分析并阐述其工作及调速机理；利用理论力学及材料力学等相关理论建立了AMC内、外转子弯矩模型；利用微分方程建立了AMC静力变形模型，并基于Matlab给出了可直观反映静力条件下的AMC载荷分布情况。利用电磁场理论中的电流镜像法等效出永磁体镜像规律，给出了永磁体镜像磁场强度。通过等效磁荷法分别推导出AMC内、外转子上任意两磁荷间的作用力微分方程，并分别建立AMC磁化轴向力与励磁电流轴向力计算公式，通过有限元仿真对所建模型进行了比对验证。以连杆机构为基础，

6、设计出AMC调速装置，利用解析法和封闭矢量法对调速装置进行了运动分析，推导出调速装置的运动方程，并给出相应的运动特性曲线，可直观反映任意时刻调速装置的运动情况。设计出调速装置控制系统，并对其进行可控性分析；基于PLC控制理论，给出各功能模块流程图，并基于该流程图编制出控制系统的主程序和子程序。搭建了37kwAMC实验平台，对本文各项设计参数进行实验验证，所得实验数据与理论数据对比分析，验证了本文所建模型的可靠性与正确性。关键词：磁力耦合器；笼型异步转子；静力分析；轴向力；调速装置IAbstractAsynchronousMagneti

7、cCoupling(AMC)isamagnetictransmissiondevice,whichcantransmittorquebytheinteractionbetweenmagneticfieldsintheairgapandadjusttheoutputspeedbyregulatingitsaxialcontactareadisplacement.AMChasmanyadvantagescomparedwithothercouplings,suchas,nofriction,smallvolume,flexiblestar

8、tandtransmission,overloadprotectionandlowcenteringrequirements.Meanwhile,italsocaneffectivelysaveenergybecause