可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的傳動(dòng)性能分析
不同盤間距下可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的傳動(dòng)性能分析:本文以可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器為例,建立雙邊盤式磁力聯(lián)軸器模型,采用精度較高的有限元軟件ANSOFT進(jìn)行三維模擬分析,研究盤問距對(duì)氣隙軸向磁密與穩(wěn)定輸出轉(zhuǎn)矩的影響,以及雙邊盤與單邊盤軸向力大小的比較。提出一種具有新型結(jié)構(gòu)的可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器,通過調(diào)節(jié)裝置改變永磁體盤與銅導(dǎo)體盤間的距離,速度適宜調(diào)整氣隙磁場(chǎng)的大小,優(yōu)良快地控制不同轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出。同時(shí),采用有限元模擬軟件對(duì)磁力聯(lián)軸器進(jìn)行建模分析,得出盤間距對(duì)傳動(dòng)性能的影響。模擬結(jié)果表明:氣隙的軸向磁通密度近似呈周期性分布,周期數(shù)為9,即永磁體的磁及對(duì)數(shù);隨著盤問距的變大,可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的輸出轉(zhuǎn)矩呈現(xiàn)先減小后變大的趨勢(shì);"-3盤間距h=40mm時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩較小,且轉(zhuǎn)矩波動(dòng)值較大;雙邊盤式磁力聯(lián)軸器較普通盤式磁力聯(lián)軸器而言,軸向力幾乎為零。研究結(jié)果對(duì)可調(diào)速盤式磁力聯(lián)軸器的性能研究具有很好的指導(dǎo)意義。目前,由于變頻調(diào)速系統(tǒng)工作效率好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),在電力、船舶、造紙、化工等傳統(tǒng)工業(yè)與航空航天等技術(shù)中深受了廣泛的應(yīng)用。但變頻調(diào)速由于其設(shè)備故障的不確定性,往往給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大隱患,影響生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性和優(yōu)良性,從而給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。采用調(diào)速型磁力聯(lián)軸器取代目前的變頻調(diào)速器,無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益還是從生產(chǎn)的安 全穩(wěn)定性來(lái)看,均可獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的優(yōu)勢(shì)。與變頻器相比,磁力聯(lián)軸器具有穩(wěn)定優(yōu)良、效果優(yōu)良節(jié)能、操作簡(jiǎn)單、免維護(hù)、壽命周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在負(fù)載轉(zhuǎn)速高,功率大時(shí)替代變頻器優(yōu)勢(shì)更加明顯。本文研究的可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器恰好迎合這一潮流。可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器采用兩個(gè)主動(dòng)銅導(dǎo)體盤和兩個(gè)從動(dòng)永磁體盤的雙邊盤式結(jié)構(gòu),即由兩個(gè)全部相同的普通盤式磁力聯(lián)軸器組合而成,通過調(diào)節(jié)裝置改變永磁體盤與銅導(dǎo)體盤問的氣隙厚度,從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出,實(shí)現(xiàn)裝置無(wú)級(jí)變速的目的。以往對(duì)可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩特性分析,均以單邊盤式磁力聯(lián)軸器進(jìn)行建模分析’。,忽略了兩永磁體盤問磁場(chǎng)的相互作用以及永磁體利用率等問題,使得模擬結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
在給定的參數(shù)條件下,利用有限元軟件中的3D模塊對(duì)可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器在氣隙確定,不同盤問距的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行了模擬分析,得出了該聯(lián)軸器的輸出轉(zhuǎn)矩、軸向力圖及其所對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線。具體結(jié)論如下:(1)盤式磁力聯(lián)軸器的氣隙軸向磁通密度近似呈周期分布,周期數(shù)為9,即永磁體的磁及對(duì)數(shù);(2)盤間距對(duì)磁力聯(lián)軸器的輸出轉(zhuǎn)矩具有確定的影響,隨著盤問距h的變大,輸出轉(zhuǎn)矩先減小后變大,較大輸出轉(zhuǎn)矩與較小輸出轉(zhuǎn)矩的差值達(dá)到3.0594N·ID_;(3)在盤間距h=40him時(shí),穩(wěn)定輸出轉(zhuǎn)矩較小,且此時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)值也達(dá)到較大;(4)普通盤式磁力聯(lián)軸器在負(fù)載運(yùn)行時(shí),存在較大的軸向力;雙邊盤式磁力聯(lián)軸器的軸向力很小,較普通盤式磁力聯(lián)軸器的軸向力幾乎為零,保護(hù)了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與優(yōu)良性。