深槽式鼠笼转子异步磁力联轴器电磁场分析与计算

论文摘要

鼠笼转子异步磁力联轴器是根据电磁感应原理设计的,它的研制有效的解决了同步磁力联轴器在高温条件下运行时内转子永磁体退磁问题,进一步拓展了磁力联轴器的运用范围。本文所研究的深槽式鼠笼转子异步磁力联轴器是在前人研究的基础上,采用一种深槽式鼠笼结构,使得鼠笼转子异步磁力联轴器的运行性能得到很大的提高。本文分析了鼠笼转子异步磁力联轴器的结构设计原则及应注意的问题。运用磁路、电路及电磁关系相结合的方法建立了该磁力联轴器的理论研究模型,用等效磁路法分析了磁力联轴器的内部磁场,将外转子等效为异步电动机的定子绕组,运用多层理论结合等值电路推导出内转子感应电流的计算公式。进行了鼠笼转子异步磁力联轴器的损耗分析和功率及效率的计算,在进行转矩计算时把转矩分为齿槽转矩和电磁转矩两部分进行计算,前人在计算时多没有考虑到齿槽转矩的存在。使用ANSYS有限元软件对鼠笼转子异步磁力联轴器的空载磁场进行分析,能直观的看到磁力联轴器内部磁力线分布图及磁感应强度矢量图等,对影响空载磁场的因素进行了模拟分析,为优化设计提供了依据。最后我们进行了大量的实验研究,对磁力联轴器的传动性能和理论分析的正确性进行了验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 磁力联轴器的国内外研究概况
• 1.3 目前常用磁力联轴器的分类、原理及特点
• 1.3.1 同步磁力联轴器
• 1.3.2 异步耐高温磁力联轴器
• 1.4 磁力传动中磁场的计算方法
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 鼠笼磁力联轴器的设计
• 2.1 内转子的设计
• 2.1.1 内转子外形尺寸的确定
• 2.1.2 内转子槽数与槽形的确定
• 2.2 外转子磁路设计
• 2.2.1 永磁材料的选择
• 2.2.2 永磁体尺寸设计
• 2.2.3 永磁体的最佳工作点
• 2.3 隔离套的设计
• 第三章 鼠笼磁力联轴器的磁场分析与磁路计算
• 3.1 磁路法基本原理
• 3.2 磁力联轴器的磁场磁路分析
• 3.2.1 永磁体等效为磁通源或磁动势
• 3.2.2 空载磁场分析及其等效磁路的计算
• 3.2.3 负载磁场分析及其等效磁路的计算
• 第四章 鼠笼磁力联轴器的电磁计算
• 4.1 内转子等值电路
• 4.2 电阻的计算
• 4.3 电抗的计算
• 4.3.1 主电抗的计算
• 4.3.2 漏电抗的计算
• 4.4 集肤效应与槽高的关系及对电流的影响
• 4.5 内转子电流的计算
• 第五章 鼠笼磁力联轴器的转矩计算与功率损耗分析
• 5.1 损耗分析
• 5.1.1 隔离套损耗
• 5.1.2 铜损耗
• 5.1.3 铁损耗
• 5.1.4 机械损耗
• 5.2 效率计算
• 5.3 转矩的计算
• 5.3.1 齿槽转矩的求解
• 5.3.2 电磁转矩的求解
• 5.3.3 总转矩的求解
• 第六章 鼠笼磁力联轴器磁场的有限元分析
• 6.1 电磁场计算有限元法简介
• 6.2 电磁场计算方程
• 6.3 有限元分析软件ANSYS介绍
• 6.4 磁力联轴器空载磁场的分析步骤
• 6.5 影响空载气隙磁场因素的模拟分析
• 6.5.1 磁极对数对气隙磁场的影响
• 6.5.2 永磁体厚度对气隙磁场的影响
• 6.5.3 气隙长度对气隙磁场的影响
• 6.5.4 槽数对气隙磁场的影响
• 6.5.5 槽宽对气隙磁场的影响
• 6.5.6 槽高对气隙磁场的影响
• 第七章 实验与分析
• 7.1 实验装置
• 7.2 实验参数及内容
• 7.3 实验结果及分析
• 第八章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文