调速型磁力耦合器气隙特性研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#调速型磁力耦合器气隙特性研究*郭永存，陈健康，李德永（安徽理工大学机械学院）5摘要：针对恒负载工况下调速型磁力耦合器的气隙特性，对其气隙与输出转速关系进行了研究。基于磁路法，建立了调速型磁力耦合器输出转速与气隙的数学模型，分析了调速型磁力耦合器的气隙特性。并对其进行三维有限元仿真和实验验证。实验结果表明：调速型磁力耦合器数学模型具有正确性；气隙在一定范围内，随着永磁体盘和铜盘之间工作气隙的增加，10调速型磁力耦合器输出转速逐渐减小，功率损耗逐渐增加；当气隙从2.5mm～12.5mm线性增加时，调

2、速型磁力耦合器实验输出转速从773r/min逐渐减小至723r/min，实验功率损耗从565w逐渐增加至1613w。研究结果对调速型磁力耦合器在恒负载工况下输出转速控制具有很好的指导意义。关键词：调速型磁力耦合器；气隙特性；输出转速；仿真；实验15中图分类号：TH233ResearchontheCharacteristicsoftheAirGapoftheAdjustable-speedMagnetCouplingGUOYongcun,CHENJiankang,LIDeyong20(Schoolofmechanicalengineering,AnhuiUni

3、versityofScienceandTechnology)Abstract:Accordingtothecharacteristicsoftheadjustable-speedmagnetcouplingshowswhenitisundertheconditionofconstantload,therelationshipbetweentheairgapandtheoutputspeedisstudied.Basedonthemagnetmethod,amathematicmodeloftheoutputspeedandtheairgapoftheadju

4、stable-speedmagnetcouplingisbuiltandthecharacteristicsoftheadjustable-speedmagnet25couplingarealsoanalyzed.Inadditionto,3-Dfiniteelementsimulationandexperimentsaredonetoverifyit.Thetestresultsshowthatthemathematicalmodeldoeshaveacertainvalidity.Withinalimitedrange,withtheincreaseme

5、ntoftheworkingairgapbetweenthepermanentmagneticdiskandthecupreousdisk,theoutputspeeddecreasesgraduallywhilethepowerconsumptionincreases.Whentheairgapincreaseslinearlyfrom2.5mmto12.5mm,theoutputspeeddeclinesfrom773r/minto30723r/min,whiletheexperimentpowerconsumptionincreasesfrom565w

6、to1613w.Theresearchresultshaveaprofoundguidingsignificanceforthecontrollingoftheoutputspeedoftheadjustable-speedmagnetcouplingwhenitisundertheconditionofconstantload.Keywords:Speedregulatingmagneticcoupler;Airgapcharacteristics;Outputspeed;Simulation;Testing;350引言目前机械设备常用的调速装置是调速型液

7、力耦合器、变频调速和调速型磁力耦合器。调速型液力耦合器具有机械结构和管路系统复杂、系统维护量大、对环境污染严重、速度调节[1]精度低等问题。变频调速会产生高次谐波、对电网冲击比较大、产生不良影响、同时会使40电动机转矩产生脉动，使电动机寿命降低，而且对环境要求较高、安全性较差、维修费用较[2]高。调速型磁力耦合器是一种利用磁场作用实现力或力矩传递的新型传动装置，该装置具有结构简单，无极平滑调速，安装对中要求精度低、寿命长、维护简单、对环境污染低等优点。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金项目(20133415110003)；安徽省教育厅自然科学研究项目(

8、KJ2016A199)；安徽省教育厅自然科学研究项目