论文摘要
本文首先简述了永磁磁力耦合器及其发展状况、发展趋势。介绍了永磁磁力耦合器的结构、工作原理、磁力联轴器的分类。并将永磁磁力耦合器同液力耦合器及变频调速器作比较。本文根据永磁磁力耦合器具有的导体铜盘、永磁体的典型结构以及工作原理,依据广泛用于具有类似结构的永磁电机的线性层级分析方法,建立永磁磁力耦合器的简化模型。该模型中只有一个磁钢盘,两层导体铜盘,磁钢盘具有十六个磁极。利用模型推导出的公式计算了涡流密度,磁体处的磁感应强度,借助磁体处的磁感应强度与各层的级联关系,计算出其余层的磁感应强度。同时,还利用ANSYS的电磁场分析模块建立永磁磁力耦合器的模型,分析永磁磁力耦合器中涡流、磁场强度、磁感应强度等场量的分布,并计算涡流导致的损耗功率。利用有限元方法计算分析了永磁体的温度分布,并计算了导热和强制对流散热的效率。最后,计算分析了涡流产生使的扭矩和轴向力。通过本文的计算与分析,揭示了永磁磁力耦合器的损耗、扭矩、轴向斥力与转速之间的相互关系,即在转速提高的过程中,轴向斥力不断增大,损耗功率逐渐增加,扭矩则由于轴向合力的变化呈现先增大后减小的趋势。表明了永磁磁力耦合器能够解决随着转速增加,所需扭矩与损耗增大的矛盾。
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提要第1章 绪论1.1 永磁磁力耦合器综述1.2 永磁磁力耦合器的发展状况及趋势1.3 本文研究的内容第2章 永磁磁力耦合器简介2.1 永磁磁力耦合器的结构2.2 永磁磁力耦合器的工作原理2.3 永磁磁力耦合器的特点2.4 永磁磁力耦合器与其它类型联轴器的比较2.4.1 联轴器的分类2.4.2 永磁磁力耦合器与液力耦合器的比较2.4.3 永磁磁力耦合器与变频调速耦合器的比较2.4.4 永磁联轴器的分类2.5 永磁磁力耦合器的型号2.6 永磁材料2.7 本章小结第3章 涡流及其损耗3.1 涡流产生的原因3.2 永磁磁力耦合器的数学模型3.2.1 关于模型的假设3.2.2 耦合器模型3.3 涡流的数学表达式及计算3.4 磁体层的磁感应强度计算3.5 损耗功率的计算3.6 利用有限元法分析磁力耦合器3.6.1 电磁场数值分析法的原理3.6.2 电磁场分析用软件3.6.3 ANSYS 电磁场分析原理及耦合器的分析过程3.7 本章小结第4章 永磁磁力耦合器的热分析4.1 永磁磁力耦合器进行热分析的意义4.2 导热相关理论4.2.1 导热的基本定律4.2.2 导热微分方程4.2.3 导热微分方程的定解条件4.2.4 导热问题的分类及其求解方法4.3 永磁体温度分布的有限元分析4.3.1 圆柱坐标下三维温度场的边值问题4.3.2 三维温度场的有限元计算格式4.3.3 边界条件的处理4.4 永磁体与背面钢架之间的热传导4.5 永磁体与空气之间的强制对流换热4.6 本章小结第5章 扭矩和轴向力计算分析5.1 永磁磁力耦合器扭矩和轴向力的计算5.2 永磁磁力耦合器的传动效率5.3 本章小结第6章 结论及展望参考文献附录摘要ABSTRACT致谢
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