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联轴器隔离套的损耗计算

2021-03-04 11:54:32

联轴器隔离套的损耗计算及温度场分析

鼠笼异步磁力联轴器是基于电磁感应原理研制的新型磁力传动装置,具有减振、无接触传递功率和转矩等特性。作为磁力传动的一种形式,相对于传统机械式联轴器,在传动过程中,不存在机械接触、摩擦和磨损,同时具有自过载保护功能,也可以通过改变气隙厚度输出不同的转矩以适应不同的工况,主要有永磁转子、导体转子以及隔离套等组成。为得到鼠笼异步磁力联轴器隔离套工作时的损耗,利用等效面电流法对其空间磁场动态分布进行了分析研究,并通过麦克斯韦时变方程对鼠笼异步磁力联轴器中隔离套的损耗进行了理论推导。在理论分析的基础上,使用ANSYS有限元分析软件对联轴器进行了温度场分析,得到了联轴器整体温度场分布情况、各部件的温度分布情况以及径向方向上的温度分布曲线。根据楞次定律,铜导体转动切割磁力线产生的感应电流会产生感生磁场,与原永磁体磁场发生耦合,达到转速与转矩传递的目的。


在鼠笼式异步磁力联轴器中,隔离套是用来隔离开主、从转子,并且实现无泄漏输送的重要零件由于非金属材料受传输介质温度、压力等条件的影响相较于金属材料较大,应用范围没有金属材料广泛,故隔离套 般选用金属材料。然而,当永磁转子旋转时,隔离套也会切割磁力线产生感应电流,由于产生的感应电流发热会产生功率损耗,使传动效率下降。同时隔离套上涡流产生的涡流损耗以热量的形式散发。永磁转子中的永磁体材料为钕铁硼,这种材料虽然磁性能优异,但是电阻率高,耐热性差,如果热量不能得到发散,永磁体温度过高会发生退磁现象,从而导致磁力联轴器工作效率的降低。为了研究设置隔离套的鼠笼异步磁力联轴器对于联轴器温度场的影响,因此有需要对设置隔离套的联轴器进行损耗以及温度场分析。结果表明:(1)联轴器各部件之间的温度分布不同,联轴器的较高温度出现在铜导体上为125.54℃,较低温度出现在外转子轭铁上为48.798℃。(2)隔离套较高温度为116.71℃,较低温度是114.69℃,温度变化很小,内侧的温度较高,外侧的温度较低。隔离套应选用电阻率较大、磁导率较低的材料。永磁体靠近外气隙的内侧温度较高为66.604℃,而外侧温度则较低为62.199℃,远未到达危险温度,故可确保永磁体的正常工作。