永磁渦流聯軸器外洋發展現狀
永磁渦流聯軸器外洋發展現狀
永磁渦流聯軸器結構設計的核心就是獲得較高磁傳遞力矩與磁傳遞功率,作為永磁渦流聯軸器磁源的稀土永磁材料,正是其性能參數的提升和價格的下降,才激發了機械工程,生物醫學工程,自動化技術,計算機技術和微波通訊等行業迎來了不多發展的黃金時期,磁力傳動與渦流傳動技術更是取得了長足的發展。
在上世紀下半葉稀土永磁材料發展非常速度適宜,上世紀60年代研制出了銷量好代稀土永磁材料衫鉆(化學式RCoS),大的磁能積(BH) ma、超過‘SOkJ l m3;70年代研制出了優良代稀土永磁材料新型衫鉆(化學式RZCOI}大的磁能積(BH)maX超過250kJ l m3 ; 80年代初研制出了第三代稀土永磁材料錢鐵硼{3-6}(化學式NdFeB),大的磁能積(BH) ma、超過350kJ / m3;當前錢鐵硼稀土永磁體廣泛應用于電機,磁力軸承和磁力聯軸器中,這是因為錢鐵硼材料不僅具有優良的磁性能,而且與昂貴且稀缺的鉆相比,稀土材料中錢的含量比較豐富,價格相比較低廉;另外錢鐵硼材料的磁能積相比較高,在輸出功率相同時可以效果優良的減小設備的體積,降低成本,節約能源。通過不懈的研究,人們在NdFeB永磁材料的基礎研究與產品制造方面都取得了巨大的進展,比較重要的是它的高磁能積特性為許多技術為本拓寬了道路。
外洋學者對永磁渦流聯軸器的研究始于上世紀90年代,Thomas W.Nehl, Bruno Lequesne最早提出了永磁渦流聯軸器的二維有限元模型,即將永磁渦流聯軸器的三維模型在合理假設下簡化為二維模型來處理;A.C.Smith等人基于A layer theory approach理論提出了Linear ahalysi、的數學模型,深受了渦流密度和磁傳遞力矩的表達式{一習。隨后A.Wallace對Linear ahalysi、的數學模型進行改進深受了求解Maxwell' s stress tensor的A layer theory mod el模型和傳遞扭矩的表達式{io-is],并將實驗測試結果與計算求得的結果進行比對,分析誤差產生原因,在此基礎上對永磁渦流聯軸器進行了改進,深受延遲型永磁渦流聯軸器、限矩型永磁渦流聯軸器和調速型永磁渦流聯軸器。
2003年,Cahova提出利用分離變量法研究永磁渦流聯軸器,這種方法與A.C.Smith方法的相同之處是都把永磁渦流聯軸器簡化成二維來分析,只是在對電磁場分析時利用了分離變量的思想{z'-zz', Cahova應用該方法對永磁渦流聯軸器的扭矩和相對轉速之間的關系進行分析,得出結論:復合材質的驅動盤比單一材質銅的驅動盤能夠提供大的的輸出扭矩,且導體盤材質的電導率越高,永磁渦流聯軸器的輸出扭矩越大。2006年Hamideh對于驅動導體盤提出一種新的設計方法,在驅動盤銅盤徑向上開條形槽,這種設計有利于渦電流在合理的路徑優良動,從而避免無效電流的產生,同時該結構還巧妙地利用驅動盤的鐵背支架,最終達到提高永磁渦流輸出扭矩的目的,雖然該方法可以提高設備的輸出扭矩,但是其結構制造成本較高,制造工藝復雜。
2007之后隨著計算機技術的發展和分析軟件的更新,對于永磁渦流聯軸器的研究以有限元分析為主,Katsumi Yamazaki利用三維有限元方法研究了永磁體
所產生的渦流損耗{川,可以估算永磁體中的渦流損耗,并將估算值與實驗測量值、理論計算值進行對比,驗證有限元分析的合理性與正確性。之后的許多學者也做
了有益的研究,相繼對永磁渦流聯軸器的磁場分布,渦流密度分布,渦流損耗,溫度場進行研究