雙銅套磁力聯(lián)軸器特性分析

對(duì)雙銅套磁力聯(lián)軸器的工作原理和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析，從理論層面闡述了該類型聯(lián)軸器的啟動(dòng)特性及轉(zhuǎn)矩特性。通過公式推算討論雙邊結(jié)構(gòu)聯(lián)軸器相對(duì)于單邊結(jié)構(gòu)聯(lián)軸器存在優(yōu)勢(shì)的原因，論證了該類型聯(lián)軸器的可行性磁力傳動(dòng)裝置,即磁力聯(lián)軸器或磁力耦合器，其工作性能包括兩個(gè)方面：傳動(dòng)特性及調(diào)速特性。相較于傳統(tǒng)的傳動(dòng)裝置，磁力聯(lián)軸器采用了突破傳統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)制的非接觸式傳動(dòng)，這 能夠及大地減小傳動(dòng)過程中的振動(dòng)，變剛性連接為 種能抵消沖擊和噪聲的柔性連接；同時(shí)，相較于變頻器和液力耦合器的調(diào)速性能，磁力聯(lián)軸器也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)為磁力聯(lián)軸器系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性，不受電磁諧波、傳動(dòng)介質(zhì)等外界因素影響，且由于其本身的傳動(dòng)方式和物理特性，相較于變頻器和液力耦合器在后期維護(hù)費(fèi)用和使用壽命上也有及大優(yōu)勢(shì)。綜合上述特點(diǎn)，本文對(duì) 種雙銅套調(diào)速磁力聯(lián)軸器進(jìn)行了介紹。1聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及原理簡介雙銅套磁力聯(lián)軸器主要由三部分組成：外層銅套、永磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)層銅套。外層銅套與內(nèi)層銅套為固定連接，具有相同的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，以下簡稱為銅轉(zhuǎn)子，內(nèi)外層銅轉(zhuǎn)子與永磁體轉(zhuǎn)子間為空氣氣隙，銅轉(zhuǎn)子及永磁轉(zhuǎn)子可分別同聯(lián)軸器的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)端和負(fù)載端相連運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行時(shí)，永磁轉(zhuǎn)子與動(dòng)力軸端相連，銅轉(zhuǎn)子與外部負(fù)載端相連，永磁轉(zhuǎn)子在動(dòng)力軸帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，與銅轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生轉(zhuǎn)差，此時(shí)銅轉(zhuǎn)子切割永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而在內(nèi)部形成渦流環(huán)產(chǎn)生感生電流，使得銅轉(zhuǎn)子受到洛倫茲力作用進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而跟隨永磁轉(zhuǎn)子做同方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載端運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩從永磁轉(zhuǎn)子向銅轉(zhuǎn)子傳遞的過程。該結(jié)構(gòu)磁力聯(lián)軸器的調(diào)速實(shí)現(xiàn)方式主要為改變永磁轉(zhuǎn)子和銅轉(zhuǎn)子的軸向重合長度，即銅轉(zhuǎn)子與磁場(chǎng)的接觸面積，從而改變通過其內(nèi)部的磁通量，使得銅轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和負(fù)載的調(diào)節(jié)。

該磁力聯(lián)軸器可以通過調(diào)節(jié)主從轉(zhuǎn)子間的軸向重合距離實(shí)現(xiàn)電機(jī)空載或低負(fù)載啟動(dòng)。電機(jī)啟動(dòng)階段，調(diào)節(jié)調(diào)速機(jī)構(gòu)使152得永磁轉(zhuǎn)子和銅轉(zhuǎn)子脫離，此時(shí)永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)直接經(jīng)由空氣自身閉合，銅轉(zhuǎn)子不切割永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)從而并不會(huì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞，即電機(jī)空載啟動(dòng)；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)調(diào)速機(jī)構(gòu)，使得永磁轉(zhuǎn)子和銅轉(zhuǎn)子的軸向重合長度增加，逐漸變大傳遞的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載時(shí)，與負(fù)載端相連的銅轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速逐漸加快，直到動(dòng)力端輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載端承載負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，銅轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子間軸向重合長度固定，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的穩(wěn)定帶負(fù)載運(yùn)行。

隨著軸向位移長度增加，聯(lián)軸器主從轉(zhuǎn)子軸向重合長度會(huì)逐漸下降，導(dǎo)致銅轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)的長度減小，其內(nèi)部感生電流隨之減小，所受洛倫茲力減小，聯(lián)軸器輸出轉(zhuǎn)矩減小。在轉(zhuǎn)差上升到聯(lián)軸器損耗峰值之前，隨主從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差上升，銅轉(zhuǎn)子對(duì)于永磁轉(zhuǎn)子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度逐漸上升，銅轉(zhuǎn)子內(nèi)部產(chǎn)生的渦流變大，則由于渦流引起的銅轉(zhuǎn)子發(fā)熱損耗上升，表現(xiàn)為聯(lián)軸器的整體損耗值上升。當(dāng)聯(lián)軸器損耗達(dá)到峰值之后，隨著主從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差的繼續(xù)上升，聯(lián)軸器的軸向位移繼續(xù)變大，即主從轉(zhuǎn)子在軸向距離上的重合長度繼續(xù)減小，銅轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)的長度逐漸下降，銅轉(zhuǎn)子內(nèi)部切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小，當(dāng)因聯(lián)軸器內(nèi)外轉(zhuǎn)子間轉(zhuǎn)差上升導(dǎo)致的渦流變大值小于因銅轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)長度減小導(dǎo)致的渦流減小值時(shí)，總體呈現(xiàn)出銅轉(zhuǎn)子內(nèi)部渦流減小、發(fā)熱損耗降低，較終表現(xiàn)為聯(lián)軸器總的對(duì)外損耗下降。

通過對(duì)于雙銅套磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及原理特性進(jìn)行分析，得出該類型磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，并對(duì)該類型聯(lián)軸器進(jìn)行分析計(jì)算，得出雙邊結(jié)構(gòu)聯(lián)軸器相對(duì)于單邊結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所在；根據(jù)分析結(jié)果，得出在運(yùn)行條件改變的情況下聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩大小的變化趨勢(shì)。對(duì)于雙銅套磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)原理、特性優(yōu)勢(shì)、運(yùn)行性能等進(jìn)行介紹，從理論層面驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)磁力聯(lián)軸器的合理性和可行。