一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法技术

本发明专利技术一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法属于永磁涡流调速技术领域，涉及一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法。该方法充分考虑了永磁耦合器的实际结构，首先根据永磁体的基本尺寸，建立永磁耦合器的等效直线模型，计算永磁耦合器轴向力作用的有效面积；通过永磁耦合器磁力线的路径，计算出路径上的各部分磁阻及泄露磁阻，得到永磁耦合器轴向力作用的有效磁感应强度；根据永磁耦合器轴向力作用的有效能量，得到永磁耦合器轴向力的计算结果。该方法摆脱传统有限元方法的局限性、繁琐性，快速地计算了永磁耦合器正常运行过程中轴向力的大小，大大提高了永磁耦合器轴向力计算速度。在实际工程应用中具有普适性，操作便捷，流程简单。

A fast calculation method of axial force of permanent magnet coupler

The invention relates to a fast calculation method of the axial force of the permanent magnet coupler, which belongs to the technical field of the permanent magnet eddy current speed regulation, and relates to a fast calculation method of the axial force of the permanent magnet coupler. This method fully considers the actual structure of the permanent magnet coupler. Firstly, according to the basic size of the permanent magnet, the equivalent linear model of the permanent magnet coupler is established, and the effective area of the axial force of the permanent magnet coupler is calculated. Through the path of the magnetic force line of the permanent magnet coupler, the magnetic resistance of each part of the path and the leakage magnetic resistance are calculated, and the effective magnetic induction of the axial force of the permanent magnet coupler is obtained According to the effective energy of the axial force of the permanent magnet coupler, the calculation results of the axial force of the permanent magnet coupler are obtained. This method gets rid of the limitation and complexity of the traditional finite element method, and quickly calculates the axial force of the permanent magnet coupling in the normal operation process, which greatly improves the calculation speed of the axial force of the permanent magnet coupling. It has universality, convenient operation and simple process in practical engineering application.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法
本专利技术属于永磁涡流调速
，涉及一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法。
技术介绍
伴随石化、煤电等能源行业的高速发展，能源领域中高速重载装备对其调速装置提出了更高的节能要求。永磁耦合器作为非接触式调速装置，因其运行可靠、寿命长、节能效果显著等特点，可以有效地减少能源消耗和提高经济效益，故而在高速重载装备中得到了广泛地应用。永磁耦合器在装配过程中必须考虑轴向力，否则会导致导体转子和永磁转子在运行时发生轴向窜动，进而影响轴承等连接件的使用寿命，甚至会发生人身伤害等安全事故。现阶段针对永磁耦合器的轴向力的快速计算方法主要是有限元计算，有限元计算方法耗时较长、构建模型结构过程繁琐，操作不够简便。针对永磁耦合器轴向力的研究，中国煤炭科工集团太原研究院有限公司李建国等人于2016年在《科技创新与生产力》第12期发表了文章《轴向永磁涡流耦合器传动性能分析》，针对永磁耦合器建立了仿真模型，通过有限元计算方法分析了永磁耦合器轴向力随转差变化的规律，该方法仿真建模时简化了永磁耦合器的结构，计算步骤复杂，并且仿真结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法，其特征是，该方法充分考虑了永磁耦合器的实际结构，首先根据永磁体的基本尺寸，建立永磁耦合器的等效直线模型，计算永磁耦合器轴向力作用的有效面积；通过永磁耦合器磁力线的路径，计算出路径上的各部分磁阻及泄露磁阻，得到永磁耦合器轴向力作用的有效磁感应强度；根据永磁耦合器轴向力作用的有效能量，得到永磁耦合器轴向力的计算结果；测试方法的具体步骤如下：/n第一步、计算永磁耦合器轴向力作用的有效面积/n根据永磁体(3)的基本尺寸，包括永磁体磁极对数p、永磁体内径rm

【技术特征摘要】
1.一种永磁耦合器轴向力的快速计算方法，其特征是，该方法充分考虑了永磁耦合器的实际结构，首先根据永磁体的基本尺寸，建立永磁耦合器的等效直线模型，计算永磁耦合器轴向力作用的有效面积；通过永磁耦合器磁力线的路径，计算出路径上的各部分磁阻及泄露磁阻，得到永磁耦合器轴向力作用的有效磁感应强度；根据永磁耦合器轴向力作用的有效能量，得到永磁耦合器轴向力的计算结果；测试方法的具体步骤如下：
第一步、计算永磁耦合器轴向力作用的有效面积
根据永磁体(3)的基本尺寸，包括永磁体磁极对数p、永磁体内径rm1、永磁体外径rm2、永磁体底宽b1、永磁顶宽b2，计算出永磁体(3)的平均半径rm0为：
rm0＝(rm1+rm2)/2(1)
进一步计算出永磁体(3)的径向长度L为：
L＝rm2-rm1(2)
将永磁耦合器沿永磁体(3)的平均半径rm0处展开，建立永磁耦合器的等效直线模型，计算出单个永磁体轴向力作用的有效面积Se为：
Se＝0.5(b1+b2)L(3)
计算出永磁耦合器轴向力作用的有效面积Stotal为：
Stotal＝2pK1Se(4)
式(4)中，K1为有效面积修正系数；
第二步、计算永磁耦合器轴向力作用的有效磁感应强度
永磁耦合器磁力线的路径穿过永磁体(3)进入永磁气隙(5)、铜导体盘(2)、导铁盘(1)，然后穿过磁铁盘(4)返回永磁体(3)，即磁力线形成了闭合路径；
针对导铁盘(1)处存在的磁阻R1，由公式(5)获得：
R1＝l1/(μ1Se)(5)
式(5)中，l1为导铁盘(1)的厚度，μ1为导铁盘(1)的相对磁导率；
针对铜导体盘(2)处存在的磁阻R2，由公式(6)获得：
R2＝l2/(μ2Se)(6)
式(6)中，l2为铜导体盘(2)的厚度，μ2为铜导体盘(2)的相对磁导率；
永磁体(3)处存在的磁阻R3为：
R3＝l3/(μ3Se)(7)
式(7)中，l3为永磁体(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，程习康，罗唯奇，刘思彤，周志龙，周孟德，梁冰，贾振元，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21