磁力聯(lián)軸器永磁體研究
目前主、從轉(zhuǎn)子安裝的永磁材料一般使用的是銣鐵硼,其居里溫度較低、熱穩(wěn)定性較差。在石油、化工等行業(yè)中,經(jīng)常在輸送過程中存在高溫介質(zhì)的情況,然而當(dāng)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子上的永磁體溫度高于永磁材料本身的居里溫度時(shí),永磁體會(huì)產(chǎn)生退磁現(xiàn)象,導(dǎo)致聯(lián)軸器性能遭到破壞而不能正常工作。當(dāng)永磁體產(chǎn)生退磁現(xiàn)象且溫度降低之后,其中一部分磁性不會(huì)自動(dòng)恢復(fù),需要對(duì)其進(jìn)行重新充磁,充磁后永磁體也不能恢復(fù)原有的磁性。而像衫鉆永磁體這樣的永磁材料,其居里溫度較高而溫度系數(shù)較低,雖能在程度上滿足溫度的要求,但由于其價(jià)格非常的昂貴,從經(jīng)濟(jì)的角度一般不宜采用。所以這就使得同步磁力聯(lián)軸器在高溫場(chǎng)合下的應(yīng)用受到了很大的限制。
根據(jù)之前對(duì)同步式磁力聯(lián)軸器的介紹,可以知道該類聯(lián)軸器不適宜在高溫介質(zhì)中工作,想要解決這個(gè)問題,直接的方法是尋找或研制出一種新型的永磁材料,此類永磁材料具備居里溫度和低的溫度系數(shù)。除此之外的另一種方法就是改進(jìn)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)而克服其不能在高溫下工作的缺點(diǎn)。例如可以將主、從轉(zhuǎn)子上面的永磁體換成通電線圈或者銅導(dǎo)體,即運(yùn)用電磁感應(yīng)原理。這類聯(lián)軸器由于傳動(dòng)過程中,主、從轉(zhuǎn)子之間會(huì)存在轉(zhuǎn)速差,因此一般也被稱為異步磁力聯(lián)軸器。1、同軸式異步磁力聯(lián)軸器同軸式異步磁力聯(lián)軸器又稱鼠籠式磁力聯(lián)軸器,在原理上可分為電磁式和永磁式兩種。其中比較典型的是永磁渦流聯(lián)軸器,它是在同軸式同步磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,將內(nèi)轉(zhuǎn)子上的永磁體換成感應(yīng)導(dǎo)體即銅導(dǎo)體,當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí),其內(nèi)表面安裝的永磁體就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),磁環(huán)上的各磁極連續(xù)掃過內(nèi)轉(zhuǎn)子上的銅導(dǎo)體表面,從銅導(dǎo)體表面看,永磁體轉(zhuǎn)子就是一個(gè)變化的磁場(chǎng),內(nèi)轉(zhuǎn)子的銅導(dǎo)體切割磁力線,由電磁感應(yīng)原理,外部的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與內(nèi)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用,使內(nèi)轉(zhuǎn)子獲得轉(zhuǎn)動(dòng)的能量從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的傳遞。鑒于異步式磁力聯(lián)軸器的工作原理,可用于輸送高溫介質(zhì)的場(chǎng)合。
盤式異步磁力聯(lián)軸器盤式異步磁力聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上與盤式同步永磁聯(lián)軸器相似,即將后者的從動(dòng)磁盤上的永磁體用感應(yīng)導(dǎo)體代替即可,其傳動(dòng)特性與鼠籠式異步聯(lián)軸器類似,同樣有顯著應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)。目前盤式異步磁力聯(lián)軸器經(jīng)常被研制成調(diào)速型異步磁力聯(lián)軸器進(jìn)而擴(kuò)展了其應(yīng)用,加大了其使用范圍。
磁力聯(lián)軸器雖然在一些行業(yè)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的傳輸上達(dá)到了人們的要求,但是同樣還有缺陷,例如在離心式風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)中,其負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比例關(guān)系,因此負(fù)載端轉(zhuǎn)速的變化會(huì)導(dǎo)致負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩發(fā)生劇烈的變化,在聯(lián)軸器所產(chǎn)生的磁力轉(zhuǎn)矩變化至與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩相等的這一過程中會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。目前,關(guān)于磁力聯(lián)軸器的研究主要是在不考慮負(fù)載擾動(dòng)或恒負(fù)載情況下的非線性模型。由于磁力聯(lián)軸器系統(tǒng)內(nèi)部存在磁泄露、磁飽和等問題,且考慮到實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜性都會(huì)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和傳動(dòng)特性有很大影響,因此研究軸向永磁聯(lián)軸器在變負(fù)載下的傳動(dòng)特性意義重大。