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双铜套磁力联轴器特性分析

2021-03-04 08:53:06

双铜套磁力联轴器特性分析

对双铜套磁力联轴器的工作原理和结构特性进行了分析,从理论层面阐述了该类型联轴器的启动特性及转矩特性。通过公式推算讨论双边结构联轴器相对于单边结构联轴器存在优势的原因,论证了该类型联轴器的可行性磁力传动装置,即磁力联轴器或磁力耦合器,其工作性能包括两个方面:传动特性及调速特性。相较于传统的传动装置,磁力联轴器采用了突破传统传动机制的非接触式传动,这 能够及大地减小传动过程中的振动,变刚性连接为 种能抵消冲击和噪声的柔性连接;同时,相较于变频器和液力耦合器的调速性能,磁力联轴器也有着明显的优势,主要体现为磁力联轴器系统运行中的稳定性,不受电磁谐波、传动介质等外界因素影响,且由于其本身的传动方式和物理特性,相较于变频器和液力耦合器在后期维护费用和使用寿命上也有及大优势。综合上述特点,本文对 种双铜套调速磁力联轴器进行了介绍。1联轴器结构及原理简介双铜套磁力联轴器主要由三部分组成:外层铜套、永磁转子、内层铜套。外层铜套与内层铜套为固定连接,具有相同的运转特性,以下简称为铜转子,内外层铜转子与永磁体转子间为空气气隙,铜转子及永磁转子可分别同联轴器的动力驱动端和负载端相连运转。运行时,永磁转子与动力轴端相连,铜转子与外部负载端相连,永磁转子在动力轴带动下旋转,与铜转子间产生转差,此时铜转子切割永磁转子产生磁场,从而在内部形成涡流环产生感生电流,使得铜转子受到洛伦兹力作用进而产生电磁转矩而跟随永磁转子做同方向的旋转运动,带动负载端运转,实现转矩从永磁转子向铜转子传递的过程。该结构磁力联轴器的调速实现方式主要为改变永磁转子和铜转子的轴向重合长度,即铜转子与磁场的接触面积,从而改变通过其内部的磁通量,使得铜转子转速变化,实现转速和负载的调节。

该磁力联轴器可以通过调节主从转子间的轴向重合距离实现电机空载或低负载启动。电机启动阶段,调节调速机构使152得永磁转子和铜转子脱离,此时永磁转子产生的磁场直接经由空气自身闭合,铜转子不切割永磁体产生的磁场从而并不会实现转矩传递,即电机空载启动;当电机转速稳定后,调节调速机构,使得永磁转子和铜转子的轴向重合长度增加,逐渐变大传递的转矩,当传递的转矩大于负载时,与负载端相连的铜转子开始旋转且转速逐渐加快,直到动力端输出转矩与负载端承载负载转矩平衡,铜转子与永磁转子间轴向重合长度固定,实现电机的稳定带负载运行。

随着轴向位移长度增加,联轴器主从转子轴向重合长度会逐渐下降,导致铜转子切割磁场的长度减小,其内部感生电流随之减小,所受洛伦兹力减小,联轴器输出转矩减小。在转差上升到联轴器损耗峰值之前,随主从转子转差上升,铜转子对于永磁转子的相对运动速度逐渐上升,铜转子内部产生的涡流变大,则由于涡流引起的铜转子发热损耗上升,表现为联轴器的整体损耗值上升。当联轴器损耗达到峰值之后,随着主从转子转差的继续上升,联轴器的轴向位移继续变大,即主从转子在轴向距离上的重合长度继续减小,铜转子切割磁场的长度逐渐下降,铜转子内部切割磁场产生的感应电流不断减小,当因联轴器内外转子间转差上升导致的涡流变大值小于因铜转子切割磁场长度减小导致的涡流减小值时,总体呈现出铜转子内部涡流减小、发热损耗降低,较终表现为联轴器总的对外损耗下降。

通过对于双铜套磁力联轴器的结构及原理特性进行分析,得出该类型磁力联轴器的结构优势,并对该类型联轴器进行分析计算,得出双边结构联轴器相对于单边结构的优势所在;根据分析结果,得出在运行条件改变的情况下联轴器传递转矩大小的变化趋势。对于双铜套磁力联轴器的结构原理、特性优势、运行性能等进行介绍,从理论层面验证了该结构磁力联轴器的合理性和可行。