110千瓦標準型磁力耦合器傳動特性研究.pdf

1、本文針對“育鯤”輪淡水泵的110kW標準型磁力耦合器為研究對象，并鑒于該磁力耦合器廠商只提供了額定工況點的傳動特性參數(shù)，缺少非額定點的傳動特性參數(shù)的現(xiàn)實，分別開展了其傳動特性的解析計算、有限元仿真分析和試驗方法的研究，以彌補磁力耦合器傳動特性研究的不足，為使用、設計和制造提供技術支撐。
　　首先論述了標準型磁力耦合器的工作原理、特點、結構，結合“育鯤輪”No.3淡水泵冷卻系統(tǒng)進行了簡單地介紹并給出了該型號磁力耦合器的參數(shù)，為理論分

2、析提供了樣機。
　　其次基于恒定磁場理論，建立標準型磁力耦合器的解析模型，求解其解析模型，得到標準型磁力耦合器轉矩的表達式。結果表明:標準型磁力耦合器的轉矩系數(shù)與銅盤厚度呈高度非線性關系，標準型磁力耦合器的轉矩系數(shù)與氣隙大小呈高度非線性關系，轉矩與滑差呈線性關系，在工程上羅素系數(shù)對傳遞轉矩的影響可以忽略不計。
　　然后結合某型號標準型磁力耦合器參數(shù)，運用Maxwell16.0軟件對該型磁力耦合器進行仿真分析，獲得磁力耦合器各

3、部件的磁場強度分布、磁感應強度分布、渦電流密度分布、轉矩值和損耗功率。結果表明:銅盤中渦電流密度隨著滑差的增大而增大，轉矩值與滑差呈線性關系，損耗功率與滑差呈冪函數(shù)關系。
　　搭建了110千瓦磁力耦合器試驗臺，對該型號標準型磁力耦合器進行試驗，得到了四個同步轉速750rpm、1000rpm、1500rpm和3000rpm標準型磁力耦合器的試驗數(shù)據(jù)。結果表明:同步轉速越大，轉矩與滑差率的比值越大，功率與滑差率比值越大;同步轉速一定時

4、，轉矩與滑差率和功率與滑差率比值為常數(shù);滑差率一定時，同步轉速越高傳遞的轉矩和功率更大，故標準型磁力耦合器適合工作在高轉速工況下。
　　最后對有限元仿真數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析，解析數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的誤差均在20％以內，滿足工程上對標準型磁力耦合器轉矩的計算要求;分析結果表明:隨著滑差的增加，解析數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)越來越接近試驗數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)比仿真數(shù)據(jù)更接近試驗數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的最小偏差率為1％，可以表征