永磁磁力偶合器的温度场有限元分析.pdf

《永磁磁力偶合器的温度场有限元分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·46·煤矿机电2017年第5期陈宏奎，张炳福，朱立平．永磁磁力偶合器的温度场有限元分析[J]．煤矿机电，2017(5)：46-49．doi：10．16545／j．cnki．cmet．2017．05．014永磁磁力偶合器的温度场有限元分析陈宏奎卜2，张炳福2，朱立平2(1．煤炭科学研究总院，北京100013；2．中国煤炭科工集团上海有限公司，上海200030)摘要：针对永磁磁力耦合器在运行过程中，涡流损耗不仅会导致其内部温度升高，而且永磁体在高温下会发生退磁的问题，利用AnsysWorkbench软件对永磁磁力耦合器的温度场进行有限元分析。通过分析不

2、同气隙下的温升情况，得到永磁磁力耦合器在空气冷却方式下能够正常工作的条件。关键词：永磁磁力耦合器；有限元分析；温度场；AnsysWorkbench软件中图分类号：TN622文献标识码：A文章编号：1001—0874(2017)05—0046—04FiniteElementAnalysisofTemperatureFieldonPermanentMagneticCouplerChenHongkui。一，ZhangBingfu2，ZhuLipin92(1．ChinaCoalResearchInstitute，Beijing100013，China；2．C

3、CTEGShanghaiCo．，Ltd．，Shanghai200030，China)Abstract：Inviewoftheeddycurrentloss，itmaynotonlyleadtotheincreaseoftheinternaltemperature，butalsothedemagnetizationofpermanentmagnetathightemperatureintheoperationofpermanentmagneticcoupler．Thefiniteelementanalysisofthetemperaturefieldo

4、nthepermanentmagneticcouplerwascarriedoutbyusingsoftwareAnsysWorkbench．Basedontheanalysisofthetemperatureriseunderdifferentairgap，theconditionthatthepermanentmagneticcouplercanworknormallyintheaircoolingmodewasobtained．Keywords：permanentmagneticcoupler；finiteelementanalysis；tem

5、peraturefield；softwareAnsysWorkbench0引言1永磁磁力偶合器的结构和工作原理永磁传动技术是利用永磁体产生的磁场，通过导体转子与永磁之间的无接触连接的相对运动，实现传递转矩的新技术。该技术结构简单、无机械连接、节能环保、维护简单、寿命长。在世界各国都提倡节能环保的大环境下，永磁磁力偶合器等新型传动装置已经得到越来越广泛的应用¨。。永磁磁力偶合器运行时会产生涡流损耗，涡流损耗以热量形式散失，造成偶合器内部温度升高，高温会造成永磁体发生不可逆退磁现象，使永磁磁力偶合器无法正常工作。因此有必要对其进行温度场分析，验证永磁体内

6、的最高温度是否在允许的工作范围内，确保永磁磁力偶合器能正常工作【2J。1．1基本结构永磁磁力偶合器主要由导体转子、永磁体和气隙控制器三部分组成，如图1所示。其中气隙控制器可以控制气隙大小，得到不同的输出扭矩和负载速度。1．2工作原理永磁磁力偶合器的工作原理是靠两盘之间的相对运动来传递转矩，即滑差。导体转子在电动机带动下旋转时，导体盘会切割永磁体盘中永磁体产生的磁力线，根据法拉第电磁感应定律，铜盘会产生涡流，涡流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化，因此导体转子产生的感应磁场会对永磁体产生转矩，带动永磁体盘一起同向运动f3J。2017年第5期煤矿机电·47·

7、]i；

8、l一输入轴；2一钢盘；3一导体转子；4一铝盘；5一永磁体6一钢盘；7一气隙控制器；8一输fn轴图1永磁磁力偶合器结构图2永磁磁力偶合器温度场分析2．1永磁磁力偶合器温度场的数学描述永磁磁力偶合器稳定运转时，导体盘的涡流损耗基本不变，故铜盘在单位时间内单位体积中生成的热是一个固定值。令永磁磁力偶合器的各主要部件的导热系数为常数，则其是常物性、稳态导热且有内热源的温度场，其导热微分方程为HJ：f102T+粤+磐1+拿：0(1)＼Ox。Oy。Oz‘，A式中，r为摄氏温度，cc；q。为内热源密度，W／m3。在永磁磁力偶合器的稳态温度场中，热力学中的三

9、类边界条件都并存，即：T=ro一一A(曩)d(To一乃)一A(。O．t：)式中，％表示已知边界温度值，℃；q