永磁调速器的磁路结构设计

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1、ELECTRICDRIVE2011Vo1．41No．10电气传动2011年第41卷第1O期永磁调速器的磁路结构设计王旭，王大志(东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110OO4)摘要：永磁调速器作为一种新型的调速节能设备，安装在电机与负载之间，采用全新的磁路耦合原理，通过调节气隙实现转速的控制。结合永磁耦合器与永磁电机的相关理论，设计了小功率永磁调速器，通过对磁路结构进行三维动态磁场仿真，分析磁路的形成机理、耦合原理。仿真结果表明这种磁路结构设计合理、可行。在此基础上，完成了磁路相关参数的优化设计

2、。关键词：永磁调速器；磁路结构；耦合原理；参数优化中图分类号：TM154文献标识码：AMagneticCircuitStructuralDesignofPermanentMagneticDriverWANGXu，WANGDa—zhi(SchoolofInformationScience＆Engineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004，Liaoning，China)Abstract：Asanewadjustablespeedandenergycon

3、servationequipment，permanentmagneticdriverisin—stalledbetweenmotorandloads，usesthenewmagneticcircuitcouplingprinciple，realizesthespeedcontrolthroughadjustairgap．Combinedwiththecorrelationtheoriesofpermanentmagneticcouplerandpermanentmagnetmotor，thelow

4、powerpermanentmagneticdriverwasdesigned，carriedonthemagneticfielddynamicsimulationforthismagneticcircuit，analyzedtheformingmechanismandcouplingprincipleofmagneticcircuit．Simulationresulthasprovedthatthedesignofthismagneticcircuitstructureisreasonablea

5、ndpossible．Onthisbasis，theoptimizationdesignofthemagneticcircuitrelatedparameterwascompleted．Keywords：permanentmagneticdriver；structureofmagneticcircuit；couplingprinciple；parametersoptimi—zation永磁调速器是在永磁磁力耦合器的基础上发涡流的形成机理、电磁的转换机理、磁路的耦合原展而来的。从1995年开始，一种

6、利用导体圆盘与理，并对磁路相关参数进行了优化计算。永磁体磁钢圆盘的相对运动产生涡流，利用感应1机械设计与工作原理磁场与永磁场相互作用，以连接电机和负载的高效率永磁磁力耦合器处于开发和研究中[1]。此永磁调速器机械结构示意图如图1所示。后，一种气隙大小固定的永磁磁力耦合器得到了广图钢盘泛的应用[2]。在应用中，永磁磁力耦合器表现了良I1铜环好的隔振效果，能够适应很难达到或保持对中性的＼目钕铁硼永磁体l场合，例如泵、空气压缩机等[3]。近几年，永磁磁力一囱铝盘’电机端l负载端～耦合器的开发工作着重于一

7、种可调速类型(即永磁—l!一’轴调速器)的研究]。：本文参考永磁磁力耦合器及永磁电机的相关理论，设计了小功率永磁调速器，建立了涡流数学．善；．．．．·．模型。利用ANSYS软件对该装置进行三维建图1永磁调速器的机械结构示意图模、动态磁场仿真，对形成的磁路进行研究。分析Fig．1Machinerystructuremapofpermanentmagneticdriver基金项目：国家自然科学基金资助项目(60843007)作者简介：王旭(1983一)，男，博士研究生，Email：wx1908@126

8、．com55电气传动2011年第41卷第10期王旭，等：永磁调速器的磁路结构设计永磁调速器主要由3个部分组成：一是和电式中：H为磁场强度，A／m；J为传导电流密度，机连接的主动转子；二是与负载连接的从动转子；A／m；E为电场强度，V／m；B为磁通密度，T；D三是气隙调节装置，包括手动控制和信号电控两为电通密度，C／m；p为电荷体密度，C／m。。种_5]。主动转子由钢盘和铜环两部分组成，固定永磁调速器中不存在静止的电荷，Maxwell在输入轴上；从动转子由铝盘、钢盘、钕铁硼永磁方程组