自動控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器的設(shè)計與性能分析.pdf

1、目前使用的磁力聯(lián)軸器大多數(shù)為同步式結(jié)構(gòu),其主要特點就是通過內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的永磁體產(chǎn)生的磁力相互作用來傳遞轉(zhuǎn)矩,其缺點在于永磁體受到高溫易退磁從而影響其工作性能。為此,根據(jù)電磁感應(yīng)原理提出了異步盤式磁力聯(lián)軸器,不但可以有效解決上述的問題,而且能夠解決機械聯(lián)軸器因剛性連接造成過大的振動問題,同時還可以實現(xiàn)電機的軟啟動。
　　 本文提出了自動控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器,設(shè)計了可調(diào)速的機械結(jié)構(gòu)與自動控制系統(tǒng),并且在必要時可以實現(xiàn)磁力聯(lián)軸器

2、的遠程自動控制。同時,在波動負載以及不同負載下可以實現(xiàn)高效率傳動,大大提高了磁力聯(lián)軸器的傳動效率,使磁力聯(lián)軸器應(yīng)用場合更加廣泛。
　　 首先對自動控制可調(diào)速異步盤式磁力聯(lián)軸器總體方案進行設(shè)計,然后對磁場運用“場化路”法進行等效計算。其總裝置中調(diào)速裝置應(yīng)用ADAMS進行運動動力學分析,調(diào)速裝置主要是控制微型電機轉(zhuǎn)動,并通過減速機構(gòu)驅(qū)動雙頭螺紋絲杠運轉(zhuǎn),實現(xiàn)主從盤之間氣隙大小調(diào)節(jié),使輸出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)十分便捷與精準。為實現(xiàn)磁力聯(lián)軸器自動控

3、制要求,主要采用PLC控制微型電機,通過對PLC硬件工作臺的搭建和軟件程序的編制,以達到速度的自動調(diào)節(jié)。
　　 之后,根據(jù)電磁感應(yīng)原理建立異步盤式磁力聯(lián)軸器磁場數(shù)學模型,對磁力從動盤中銅塊的磁感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流與磁傳動轉(zhuǎn)矩進行數(shù)值計算,并通過ANSOFT軟件模擬分析得到銅塊和從動盤軛上磁感應(yīng)強度與功率損耗,以及對不同氣隙長度下磁力轉(zhuǎn)矩進行有限元模擬分析。為提高磁傳動轉(zhuǎn)矩,將永磁盤中的正負軸向充磁優(yōu)化為Halbach陣列排布,通

4、過模擬分析得到Halbach陣列磁極排布使主動盤內(nèi)側(cè)的磁場有了明顯增強,從動盤銅塊和從動盤軛的磁感應(yīng)強度也有了明顯的增強。
　　 最后,由永磁主動盤永磁體為正負軸向充磁,從動盤為深槽嵌入銅塊來設(shè)計實驗樣機。在不同氣隙長度下永磁體主動盤與從動銅盤之間轉(zhuǎn)矩傳遞進行大量的實驗研究,分析了異步盤式磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩與其他性能的影響,以及在不同氣隙長度與轉(zhuǎn)差率下對輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與功率損耗關(guān)系,實驗結(jié)果與理論模擬計算的結(jié)論進行對比,驗