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磁力联轴器永磁体研究

2020-07-04 18:06:03

目前主、从转子安装的永磁材料一般使用的是铷铁硼,其居里温度较低、热稳定性较差。在石油、化工等行业中,经常在输送过程中存在高温介质的情况,然而当内、外转子上的永磁体温度高于永磁材料本身的居里温度时,永磁体会产生退磁现象,导致联轴器性能遭到破坏而不能正常工作。当永磁体产生退磁现象且温度降低之后,其中一部分磁性不会自动恢复,需要对其进行重新充磁,充磁后永磁体也不能恢复原有的磁性。而像衫钻永磁体这样的永磁材料,其居里温度较高而温度系数较低,虽能在程度上满足温度的要求,但由于其价格非常的昂贵,从经济的角度一般不宜采用。所以这就使得同步磁力联轴器在高温场合下的应用受到了很大的限制。

根据之前对同步式磁力联轴器的介绍,可以知道该类联轴器不适宜在高温介质中工作,想要解决这个问题,直接的方法是寻找或研制出一种新型的永磁材料,此类永磁材料具备居里温度和低的温度系数。除此之外的另一种方法就是改进现有结构进而克服其不能在高温下工作的缺点。例如可以将主、从转子上面的永磁体换成通电线圈或者铜导体,即运用电磁感应原理。这类联轴器由于传动过程中,主、从转子之间会存在转速差,因此一般也被称为异步磁力联轴器。1、同轴式异步磁力联轴器同轴式异步磁力联轴器又称鼠笼式磁力联轴器,在原理上可分为电磁式和永磁式两种。其中比较典型的是永磁涡流联轴器,它是在同轴式同步磁力联轴器的结构基础上,将内转子上的永磁体换成感应导体即铜导体,当电动机带动外转子进行旋转时,其内表面安装的永磁体就会产生一个旋转磁场,磁环上的各磁极连续扫过内转子上的铜导体表面,从铜导体表面看,永磁体转子就是一个变化的磁场,内转子的铜导体切割磁力线,由电磁感应原理,外部的旋转磁场与内转子感应电流产生的磁场相互作用,使内转子获得转动的能量从而实现转速和转矩的传递。鉴于异步式磁力联轴器的工作原理,可用于输送高温介质的场合。

盘式异步磁力联轴器盘式异步磁力联轴器在结构上与盘式同步永磁联轴器相似,即将后者的从动磁盘上的永磁体用感应导体代替即可,其传动特性与鼠笼式异步联轴器类似,同样有显著应用优点。目前盘式异步磁力联轴器经常被研制成调速型异步磁力联轴器进而扩展了其应用领域,加大了其使用范围。

磁力联轴器虽然在一些行业的转速和转矩的传输上达到了人们的要求,但是同样还有缺陷,例如在离心式风机和搅拌机中,其负载转矩与转速的二次方成正比例关系,因此负载端转速的变化会导致负载阻转矩发生剧烈的变化,在联轴器所产生的磁力转矩变化至与负载阻转矩相等的这一过程中会产生转矩波动。目前,关于磁力联轴器的研究主要是在不考虑负载扰动或恒负载情况下的非线性模型。由于磁力联轴器系统内部存在磁泄露、磁饱和等问题,且考虑到实际环境的复杂性都会对实际系统的动态响应和传动特性有很大影响,因此研究轴向永磁联轴器在变负载下的传动特性意义重大。