磁力泵磁性聯(lián)軸器的三維模擬計算

磁力泵磁性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和轉(zhuǎn)矩對磁力泵的性能有重要影響。磁力泵由電動機驅(qū)動外磁轉(zhuǎn)子，外磁轉(zhuǎn)子通過磁力作用帶動與葉輪一體的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間有隔離套隔開，從而實現(xiàn)了液體無泄漏輸送，也就是說機電能量轉(zhuǎn)換是通過磁性聯(lián)軸器的磁場傳遞的。由于磁力泵具有密封勝能，故在石油、化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。特別是由于稀土永磁材料性能的提高，使磁力泵的應(yīng)用廣闊磁性聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩對磁力泵勝能有重要影響。然而目前對于磁性聯(lián)軸器的研究文獻，往往假設(shè)磁轉(zhuǎn)子的氣隙遠小于其軸向尺寸，不計軸向長度，將磁性聯(lián)軸器的磁場求解轉(zhuǎn)化為二維平面磁場，忽略了磁轉(zhuǎn)子兩端的磁漏，即端部效應(yīng)。這對于軸向寸相對半徑大是可行的，但是對于工程運用中的磁性聯(lián)軸器一般長徑比，由藕合磁場的力學(xué)分析可知，此時端部的漏磁需要考慮。為了準確預(yù)測磁性聯(lián)軸器的磁性能，在磁性聯(lián)軸器二維磁場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對磁性聯(lián)軸器進行三維磁場計算與對比，并分析了端部漏磁效應(yīng)的影響，對磁性聯(lián)軸器的設(shè)計與應(yīng)用具有參考意義。而磁性聯(lián)軸器的三維模型則要考慮邊緣漏磁效應(yīng)，在二維模型的基礎(chǔ)上沿軸向拉伸磁極的長度，即三維模型由于三維模型比較規(guī)則，整體網(wǎng)格劃分采用自適應(yīng)體網(wǎng)格劃分氣隙區(qū)域是要嚴格考察的地方，

磁性聯(lián)軸器的磁感應(yīng)強度在邊緣部分的方向并不是平行磁性聯(lián)軸器的邊緣，而是存在夾角，這說明在磁性聯(lián)軸器的端部邊緣部分損失了一部分磁通，其結(jié)果就是兩端的磁通要小于磁性聯(lián)軸器中間部分的磁通，所以整個磁性聯(lián)軸器所傳遞的扭矩要小于二維平面有限元計算的扭矩值。

不同磁轉(zhuǎn)角，磁感應(yīng)強度沿軸向分布都是呈現(xiàn)兩端磁感應(yīng)強度低，中部磁感應(yīng)，其磁感應(yīng)強度達到中部穩(wěn)定值的位置分布在兩端向中間延伸到0.00m處。可以看出端部效應(yīng)的影響深入磁性聯(lián)軸器內(nèi)部磁感應(yīng)強度就達到了穩(wěn)定值。同時，隨著磁轉(zhuǎn)角的加大，氣隙處的磁感應(yīng)強度也在加大，隨著氣隙加大，由于氣隙的磁阻較大必然會損失一部分磁通，導(dǎo)致氣隙處的磁感應(yīng)強度會減弱