Halbach型調磁式異步磁力聯軸器的電磁特性及實驗研究.pdf

1、調磁式異步磁力聯軸器通過調磁極片調制永磁外轉子磁場，使得導體內轉子轉速和方向得以改變，為提高該種磁力聯軸器的轉矩傳遞能力，本文提出利用Halbach永磁陣列的單邊聚磁特性增強聯軸器工作氣隙中的磁場強度。本文圍繞Halbach型調磁式異步磁力聯軸器的磁場特性、傳動性能以及溫度分布進行了系統(tǒng)的研究，并且試制了樣機進行性能試驗研究。
　　研究了Halbach型調磁式異步磁力聯軸器的氣隙磁場及傳動機理。對比分析了Halbach陣列與傳統(tǒng)磁

2、體排布時的靜態(tài)氣隙磁場分布特性，并利用VB和MATLAB軟件對Halbach陣列永磁體產生的空間靜態(tài)三維氣隙磁場進行二次開發(fā)研究，實現氣隙磁場的參數化設計。此外，運用磁場解析法對內氣隙調制磁場分布進行分析，得到了適用于Halbach排布時內氣隙調制磁場磁感應強度的理論公式，推得了聯軸器傳動比的計算公式。
　　通過Maxwell2D有限元分析軟件模擬仿真了永磁體分配比、永磁體磁極對數、調磁極片齒數和內轉子槽數對聯軸器瞬態(tài)傳動特性的影

3、響，得到了瞬態(tài)感應電流密度分布特點，內氣隙徑向磁密幅值的變化曲線及轉矩的變化曲線，該模擬結果反映了聯軸器的電磁特性，為Halbach型調磁式異步磁力聯軸器結構的優(yōu)化提供了依據。
　　研制了Halbach型調磁式異步磁力聯軸器樣機，進行三維外氣隙永磁體磁場、三維內氣隙調制磁場及傳動性能的試驗研究。采用高精度數字化測磁系統(tǒng)進行內外氣隙磁場的三維測量，得到了永磁磁場和調制磁場磁感應強度徑向、周向和軸向分量的三維空間分布圖，相比于永磁磁場

4、，調制磁場的各向分量磁感應強度均明顯減弱，與靜態(tài)氣隙磁場的理論結果較為一致;對三種不同內轉子結構的聯軸器樣機進行傳動特性的測定，得到了傳動比隨輸入轉速和轉矩隨輸出轉速或滑差率的變化曲線，結果表明淺槽導體轉子樣機的傳動性能最好，且相比于傳統(tǒng)陣列，聯軸器采用Halbach陣列時的傳動性能顯著提高。
　　進行了溫度場的三維模擬及溫度場的測試試驗。應用ANSYS軟件進行了三維溫度場模擬，得到了三種內轉子結構的聯軸器整體及各組成部件的溫度分