磁力聯軸器的有限元分析

雙氣隙異步盤式磁力聯軸器的有限元分析

  磁力聯軸器以非接觸連接的方式替代了機械聯軸器物理硬連接，與機械聯軸器相比，磁力聯軸器具有 密封、過載保護和允許軸不對中等優點，降低了安裝過程的對中要求。在石油石化、電力、船舶等行業領域得到較為廣泛的應用。磁力聯軸器按工作原理可分為兩大類：同步式和異步式，同步式磁力聯軸器多用于有密封要求的場合。按結構形式可分為：軸向式和徑向式。異步式(渦流式)永磁聯軸器是通過導電體和永磁體之間相對運動，導電體產生渦電流，渦電流又將感生一個感應磁場并與永磁場相互作用，從而實現轉矩的傳遞。因為主、從動體之間存在相對運動(滑差)，異步式永磁聯軸器通過改變氣隙尺寸來改變輸出軸轉速。針對雙氣隙異步盤式磁力聯軸器的工況，研究的是固定氣隙、小滑差軸向盤式異步磁力聯軸器，對其性能進行了仿真分析和試驗研究。得到其磁場強度分布、渦電流密度分布和扭矩。利用有限元軟件，對其進行有限元分析，得出銅環中的磁場分布、電渦流分布以及傳動轉矩值，并對仿真結果進行驗證，得出其傳動效率在93以上。

初始狀態下的永磁轉子是靜止的，設置的轉速相當于給永磁轉子一個突變轉速，因此永磁轉子的速度隨時間的變化類似于階躍響應：開始的一段時間內，轉速從0開始逐漸更大，后穩定在給定的轉速。有限元仿真時扭矩輸出隨時間的變化趨勢與永磁轉子的速度隨時間的變化趨勢相似。但對于一個平穩運行的雙氣隙異步盤式磁力聯軸器，其扭矩值應該是比較穩定的，故應取穩定的扭矩值作為磁力聯軸器的評價指標。