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为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能. 相似文献
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通过对Halbach阵列磁场的分析可知Halbach阵列形成的单边磁场具有自屏蔽作用,将磁场强度集中在工作气隙中,解决了传统磁排列方式端部漏磁大的问题,提高了气隙中的磁感应强度,使传动转矩增加。基于Maxwell方程,推导出涡流损失功率的理论计算公式。利用ANSYS分析软件对隔离套上的涡流损失进行一个周期的分析,结果表明:隔离套上的涡流呈涡旋状分布并且集中在隔离套的外表面上,验证了涡流的"趋肤"特性;磁力联轴器正转时的涡流损失要小于其反转的涡流损失,为以后的工程应用提供借鉴。 相似文献
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为了提高磁力泵磁转矩,将Halbach阵列应用于磁力泵的转矩设计中。介绍了Halbach阵列作为磁转子时的磁通量线分布原理,通过改变磁体排列形式,得到了外部磁场加强,内部磁场削弱的阵列形式。利用麦克斯韦微分方程和虚位移法对设计模型进行磁场二维瞬态有限元分析,得到传动机构随时间变化的转矩值。通过对比Halbach阵列与传统阵列和紧密阵列的结果,验证了Halbach阵列可以大大提高磁力传动机构的传递转矩。 相似文献
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为研究磁力泵磁力联轴器的传动性能影响因素,基于Ansoft-Maxwell软件对设计模型进行数值计算,定性分析模型在不同磁极对数和磁钢间隙时对磁转子传动性能的影响.以磁转矩与磁涡流损耗作为评价指标,分别设计4~26对不同排列方式的磁块,并对磁转子的磁场分布进行分析,求得不同磁极对数下磁转子的磁转矩峰值、磁涡流损耗平均值以及离套所受内外磁块的合力Fn的大小,得到设计模型在16对时磁转矩与磁涡损达到最佳值.以16对磁极对数磁转子为例,单一改变相邻磁钢间的间隙度数,分别从1°,2°,3°,4°共4种不同情况下,研究间隙大小对磁转矩与磁涡流损耗的影响规律,结果表明,增大磁钢间隙会导致磁转矩与磁涡流损耗有小幅度减小,但在间隙中间加入基体A3钢且保持其他条件不变时,会导致磁涡流损耗值增大1.2倍左右.研究的结果可为磁力泵磁转子参数化设计提供一定参考. 相似文献
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为探究不同转速下磁力联轴器部件的温升和应力形变情况,基于ANSYS Workbench耦合平台,首先对其进行单向的热磁耦合,并进行温度分布分析,再对磁场与流场共同作用下的磁力联轴器结构场进行热固单向耦合分析.结果表明:隔离套的高温区域在轴向上主要对应于磁钢所在位置,并且温度向套筒两端明显递减.隔离套的较大形变区域与高温区域一致,周向上呈向外膨胀状态,轴向上呈两端递减.对于内磁转子体,应力主要集中在薄金属包封套表面且向转子内部递减.对于外磁转子体,应力主要集中在磁钢周围与转子内表面,并由内向外呈现递减趋势.此外内外磁转子体的形变量并不大,但转速对联轴器部件的温升和应力形变影响较大.随转速增大,隔离套的温升、形变与应力值最大增长约7倍,内外磁转子体的应力峰值从6.35 MPa增大到37.30 MPa. 相似文献
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Halbach电机是一种新型永磁电机：独特的永磁体结构不仅使其磁极磁场呈正弦分布，而且还可以增加气隙磁通密度，削弱转子轭部磁通密度，这使得在提高电机的功率密度的同时，又可减小电机的体积和提高电机的效率。为提高水泵调速系统的性能设计了Halbach电机本体以及以TMS320F2407A为核心的变频调速系统；为减少加电瞬间对电路器件的冲击效应，在硬件电路中加入了软启动电路。实验数据证明Halbach永磁同步电机在此系统中具有较大的优越性。 相似文献
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为研究转速、隔离套材料以及转角差对磁力联轴器涡流损失的影响规律,对圆筒型磁力联轴器进行稳态磁场数值计算.计算结果表明:涡流损失随转速的提高成倍增长,转速为3 000 r/min时的涡流损失值约为500 r/min时的24倍;材料电导率不同,所制成的隔离套涡流损失也不同,钛板TP340电导率为304SS的1.65倍,其涡流损失为后者的1.61倍;在1个磁极周期内,转角差增大1°,涡流损失值约增大1%.对该磁转子进行试验测试,结果表明:在转速分别为3 000,500 r/min条件下,304SS隔离套的涡流损失之比是23.0,而TP340隔离套的涡流损失之比为24.6;涡流损失随耦合长度减小而减小,且在高速下减小更多,耦合长度每减小10 mm,转速500 r/min时涡流损失值约下降3.6%,转速3 000 r/min时涡流损失值约下降10%.对比数值计算与试验结果,其能量损失变化趋势较一致. 相似文献
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磁力泵传动技术的发展现状与展望 总被引：1，自引：0，他引：1
在综述磁力泵发展现状及特点和磁力传动技术中磁体排列方式发展历史的基础上,分析了影响磁力泵转矩的2个关键因素,永磁材料和磁体的排列方式。对前3代永磁材料的磁性能与温度特性进行了对比,并展望了第4代SmFeN稀土永磁材料的应用前景。通过对聚磁技术的介绍,分析了Halbach阵列应用于磁力泵的可行性,并指出Hal-bach阵列应用于磁力泵的优势,对磁力泵的小型化及超大转矩磁力泵有着广阔的应用前景。 相似文献
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新型耐高温磁力联轴器的研制 总被引：4，自引：0，他引：4
同步磁力联轴器已在化工、制药等部门得到广泛应用,但目前同步磁力联轴器一直存在内磁钢在高温下退磁而引起磁力联轴器不能正常工作的问题。该文运用鼠笼式异步电动机工作原理,设计一种新型磁力联轴器,可有效解决这个问题,采用有限元方法分析了该新型磁力联轴器的内部磁场分布,计算了转矩和内外转子间的转速差并与实测值进行了比较。实验结果表明,该设计方案切实可行。 相似文献
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为优化筒式永磁联轴器结构,建立其参数化有限元仿真模型,以增加转矩涡流损耗比为优化目标的响应面法为设计思路,以磁极对数、永磁体厚度、铜套厚度、气隙厚度等主要结构参数为设计变量,通过Design Expert软件中Box-Behnken组合设计方法进行响应面试验设计,利用Ansoft Maxwell有限元分析软件仿真结果确定样本数据,进一步拟合出永磁联轴器优化目标的响应面回归模型,分析模型的有效性并进行优化求解。优化结果表明,结构优化后的永磁联轴器转矩涡流损耗比从0.133 0 N·m/W增加到0.144 8 N·m/W,提升了8.87%,使得永磁联轴器结构得到优化,传动性能得到改进,进一步验证了本文设计方法的有效性和设计结构的合理性。 相似文献
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永磁齿轮传动力矩三维分析与计算 总被引：9，自引：0，他引：9
根据永磁体的等效电流模型理论，建立了径向磁化永磁齿轮传动机构传动力矩三维积分形式的计算数学模型，并采用三维有限元方法对模型进行了理论对比验证，结果表明建立的传动力矩数学模型易于编程实现，计算结果准确，非常适用于永磁齿轮的参数设计与优化。 相似文献
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建立了永磁同步电机的数学模型,进行了电机的理想空载特性仿真,考察了气隙厚度、永磁体厚度、极弧系数等参数对电机空载特性的影响。采用准牛顿算法对电机的结构参数进行了全局优化,结果表明:当电压不变,温度在30℃到-35℃区间时,随着温度的下降,电机的输出功率、转速、转矩随着电枢电流的增大而增大;当温度不变,电压下降时,电机的输出功率、转速、转矩随着电枢电流的增大而降低;优化后,电机工作效率提高了10%,转速提高了60 r/m in,转矩提高了0.5 N.m,最大功率提高了0.15 kW。 相似文献
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提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。 相似文献
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