开槽盘式异步磁力耦合器电磁振动与噪声分析

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作者 杨超君 朱志成 +2 位作者 王凯旋 郭亚飞 张意雯 《机械传动》 北大核心 2026年第1期40-49,共10页

【目的】磁场交替变换会引起机械部件的振动,从而产生噪声。电磁激振力与电磁转矩的波动是造成电磁振动噪声的主要原因。为了分析电磁激振力与电磁转矩波动的产生机制与作用规律,针对一台9对极16槽的开槽盘式异步磁力耦合器,进行了电磁... 【目的】磁场交替变换会引起机械部件的振动,从而产生噪声。电磁激振力与电磁转矩的波动是造成电磁振动噪声的主要原因。为了分析电磁激振力与电磁转矩波动的产生机制与作用规律,针对一台9对极16槽的开槽盘式异步磁力耦合器,进行了电磁振动噪声分析。【方法】首先,运用磁势磁导法与麦克斯韦应力张量法,推导出气隙磁密和电磁激振力的理论公式;并结合有限元仿真,得到了气隙磁密和电磁激振力傅里叶分解后的各谐波阶次幅值。其次,基于能量法,推导出齿槽转矩的表达式;运用有限元仿真,得到了磁力耦合器运行时产生的齿槽转矩及电磁转矩波动。再次,建立了电磁-结构-声学多物理场耦合模型;运用模态叠加法,得到了磁力耦合器稳定运行时产生的振动加速度与振动位移,并分析了其电磁噪声特征。最后,搭建磁力耦合器试验平台,测试了磁力耦合器稳定运行时的电磁噪声;将试验结果与仿真结果进行比较,以验证理论分析的正确性。【结果】结果表明,低阶电磁激振力是造成磁力耦合器振动的主要原因,且当电磁激振力频率与磁力耦合器固有频率相近时会产生较大振动。对比仿真结果,通过磁力耦合器试验平台得到的试验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 开槽盘式异步磁力耦合器 振动噪声 傅里叶分解 多物理场耦合

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可调速异步盘式磁力联轴器性能参数计算 被引量：17

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作者 杨超君 郑武 +2 位作者 李直腾 李志宝 蒋生发 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期604-608,共5页

提出一种具有新型结构的可调速异步盘式磁力联轴器,其从动盘导体采用深槽齿形结构,通过主从动盘之间的气隙长度的变化来改变磁场强度,从而实现速度的调节。该联轴器可应用在一些大转矩、大振动的机械装备中以避免振动,或实现电机在负载... 提出一种具有新型结构的可调速异步盘式磁力联轴器,其从动盘导体采用深槽齿形结构,通过主从动盘之间的气隙长度的变化来改变磁场强度,从而实现速度的调节。该联轴器可应用在一些大转矩、大振动的机械装备中以避免振动,或实现电机在负载时的软启动。对该磁力联轴器结构与主磁路特点进行了分析,对一台9对极16槽的深槽式异步磁力联轴器进行三维静态、瞬态有限元模拟分析,获得了该磁力联轴器的磁场分布、电流分布情况;并对其转矩、功率损耗以及轴向力等性能参数进行计算,得出它们在瞬态情况下随时间变化的曲线。 展开更多

关键词 可调速异步磁力联轴器 三维有限元 瞬态分析 转矩

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开槽型盘式异步磁力耦合器调速特性 被引量：17

3

作者 杨超君 朱莉 +3 位作者 吴盈志 彭志卓 邰蒋西 张磊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期130-138,共9页

针对盘式异步磁力耦合器的转速调控问题,以一台18极16槽的开槽型盘式磁力耦合器(SAAMC)为研究对象,基于等效磁路(MEC)法,结合卡特系数并考虑三维端部效应,建立磁路计算模型,推导出电磁转矩公式,分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功... 针对盘式异步磁力耦合器的转速调控问题,以一台18极16槽的开槽型盘式磁力耦合器(SAAMC)为研究对象,基于等效磁路(MEC)法,结合卡特系数并考虑三维端部效应,建立磁路计算模型,推导出电磁转矩公式,分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。运用有限元软件模拟磁力耦合器的机械特性曲线、调速特性曲线及功率特性曲线,并结合不同负载的特性对磁力耦合器的调速性能进行分析,通过最大转矩点和最大功率点确定了三种工况下耦合器的调速范围及调速特性。最后,搭建恒转矩负载和二次方率负载的试验平台进行调速性能试验,所得试验值与理论计算值、仿真值较为一致。以上研究为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。 展开更多

关键词 盘式异步磁力耦合器 开槽型 等效磁路法 电磁转矩 调速关系模型 调速性能

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盘式实心异步磁力耦合器的机械特性与调速特性 被引量：13

4

作者 杨超君 袁爱仁 +3 位作者 陈子清 吴盈志 张小锋 柳康 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期110-118,共9页

机械特性与调速特性是调速型磁力耦合器的两项重要特性,通过对这两项特性的深入研究可以使得耦合器更好地实现调速功能。以盘式实心异步磁力耦合器为研究对象,建立其传动转矩的计算公式,从而推导出恒转矩负载与变转矩负载下的调速关系... 机械特性与调速特性是调速型磁力耦合器的两项重要特性,通过对这两项特性的深入研究可以使得耦合器更好地实现调速功能。以盘式实心异步磁力耦合器为研究对象,建立其传动转矩的计算公式,从而推导出恒转矩负载与变转矩负载下的调速关系计算模型,并对转矩与调速关系进行了离散化求解。运用有限元法进行了磁力耦合器两种工作特性的模拟分析,获得了机械特性曲线与调速特性曲线,确定了该耦合器在恒转矩、变转矩两种负载下调速的最佳气隙区间;并试验测试了恒转矩负载与变转矩负载下的调速关系,从而验证了理论计算与模拟分析的正确性。 展开更多

关键词 盘式实心异步磁力耦合器 机械特性 调速特性 转矩 调速关系

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角向不对中可调速盘式异步磁力联轴器的转矩特性分析 被引量：9

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作者 丁磊 杨超君 孔令营 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期63-66,共4页

为研究可调速盘式异步磁力联轴器处于角向不对中工况下的输出转矩特性,首先对该联轴器角向不对中的运动机理进行了理论分析,然后利用Ansoft有限元软件对可调速盘式异步磁力联轴器在不同角向不对中量下的运行状态进行三维模拟分析,得到... 为研究可调速盘式异步磁力联轴器处于角向不对中工况下的输出转矩特性,首先对该联轴器角向不对中的运动机理进行了理论分析,然后利用Ansoft有限元软件对可调速盘式异步磁力联轴器在不同角向不对中量下的运行状态进行三维模拟分析,得到了其磁感应强度分布云图和输出转矩曲线及其对比表,最后进行了误差分析。研究结果表明:随着角向不对中量的增加,可调速盘式异步磁力联轴器的输出转矩出现了先减小后增大的趋势;当角向不对中量达到2°时,联轴器的输出转矩依然能够保持较高的精度和效率。分析结果对可调速盘式异步磁力联轴器以及其它磁力联轴器的安装调试及工作性能研究具有很好地指导意义。 展开更多

关键词 可调速盘式异步磁力联轴器 角向不对中 有限元分析 输出转矩 安装精度

原文传递

筒式异步磁力耦合器的转矩与调速关系研究 被引量：11

6

作者 杨超君 吉城龙 +3 位作者 张秀文 章友京 袁爱仁 吴盈志 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期108-116,共9页

针对筒式异步磁力耦合器的转矩和调速关系,采用耦合器的磁路模型进行分析,使用等效磁路法分析计算耦合器磁路模型中的主磁阻、漏磁阻和磁动势。通过基尔霍夫定律求得磁路的磁感应强度,结合转矩计算公式和三维修正系数得到耦合器的最终... 针对筒式异步磁力耦合器的转矩和调速关系,采用耦合器的磁路模型进行分析,使用等效磁路法分析计算耦合器磁路模型中的主磁阻、漏磁阻和磁动势。通过基尔霍夫定律求得磁路的磁感应强度,结合转矩计算公式和三维修正系数得到耦合器的最终转矩。在此基础上,结合耦合器实际调速过程的三维修正系数,推导出恒转矩负载调速和变转矩负载调速时耦合器内外转子啮合长度与转差率的关系式,即调速关系式。有限元仿真和试验结果表明,转矩计算公式与调速关系式都具有较高的准确性,为耦合器的设计与实际调速应用提供了参考方法。 展开更多

关键词 筒式异步磁力耦合器 等效磁路法 恒转矩负载调速 变转矩负载调速 调速关系式

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设计参数对盘式异步永磁联轴器转矩的影响 被引量：1

7

作者 张建立 邰志恒 李申 《磁性材料及器件》 CAS 2015年第4期31-34,共4页

为减小永磁联轴器的径向尺寸以及转动惯量,通过Ansoft Maxwell对盘式异步永磁联轴器的工作过程进行仿真,讨论了永磁盘直径、永磁体厚度、永磁体极数等参数对联轴器所能传递转矩的影响,对比了不同功率、不同直径下永磁联轴器最优参数的... 为减小永磁联轴器的径向尺寸以及转动惯量,通过Ansoft Maxwell对盘式异步永磁联轴器的工作过程进行仿真,讨论了永磁盘直径、永磁体厚度、永磁体极数等参数对联轴器所能传递转矩的影响,对比了不同功率、不同直径下永磁联轴器最优参数的差异。得出了适合Y132M-4电机(7.5k W)的盘式异步永磁联轴器的永磁盘最小直径为190mm,永磁盘直径和永磁体材料对其传递转矩影响较大,永磁体厚度和极数对其传递转矩影响较小。 展开更多

关键词 盘式异步永磁联轴器 永磁盘最小直径 永磁体 转矩 仿真

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基于流变仪的高精度宽调速永磁同步驱动系统

8

作者 陈亚千 张炳义 +2 位作者 冯桂宏 孙磊道 于永航 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2018年第2期126-132,共7页

为了确保钻井液流变仪的测试系统能够在恶劣环境下正常工作,设计了一种能够在宽广范围内速度连续可调且速度分辨率高的驱动系统.在电机本体方面采用分数槽结构,通过选取合适的极槽配合并对气隙磁密波形进行优化以削减其谐波含量及电机... 为了确保钻井液流变仪的测试系统能够在恶劣环境下正常工作,设计了一种能够在宽广范围内速度连续可调且速度分辨率高的驱动系统.在电机本体方面采用分数槽结构,通过选取合适的极槽配合并对气隙磁密波形进行优化以削减其谐波含量及电机的齿槽效应,提高电机的速度分辨率和运行平稳性.在控制方面采用恒压频比控制方式,同时结合无位置传感器控制算法与空间矢量脉宽调制技术,以提高系统开环控制精度.基于所建立的电机及其控制系统的耦合仿真模型进行的分析表明:对分数槽电机系统的动态特性进行优化后,可使得电机在较宽的转速范围内平稳运行且具有很高的速度分辨率,能够满足流变仪对驱动系统的要求. 展开更多

关键词 钻井液流变仪 永磁电机 分数槽 宽范围调速 速度分辨率 恒压频比 空间矢量脉宽调制 无位置传感器控制算法 场路耦合仿真

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磁障转子无刷双馈电机的异步双馈调速特性研究

9

作者 张岳 《电机技术》 2019年第5期6-9,26,共5页

基于无刷双馈电机的磁场调制机理,阐述无刷双馈电机异步双馈运行的工作原理。根据场路耦合法,通过调节控制绕组外接电阻值,对磁障转子无刷双馈电机的异步双馈运行进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明,磁障转子无刷双馈电机的转速在... 基于无刷双馈电机的磁场调制机理,阐述无刷双馈电机异步双馈运行的工作原理。根据场路耦合法,通过调节控制绕组外接电阻值,对磁障转子无刷双馈电机的异步双馈运行进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明,磁障转子无刷双馈电机的转速在异步双馈运行下仍满足对无刷双馈电机的性能要求。 展开更多

关键词 无刷双馈电机 磁障转子 有限元异 步双馈调速

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大启动转矩调速型磁力耦合器特性分析 被引量：2

10

作者 刘昊 张建中 +1 位作者 马志勇 周志伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第6期249-254,共6页

为有效提高调速型磁力耦合器的启动能力,对磁力耦合器的最大启动转矩提升问题进行研究,分析了调速型磁力耦合器的磁路结构,研究了增强气隙磁场的方法;使用三维有限元软件对比解析铜盘开聚磁槽对磁力耦合器启动转矩的影响,并探讨由聚磁... 为有效提高调速型磁力耦合器的启动能力,对磁力耦合器的最大启动转矩提升问题进行研究,分析了调速型磁力耦合器的磁路结构,研究了增强气隙磁场的方法;使用三维有限元软件对比解析铜盘开聚磁槽对磁力耦合器启动转矩的影响,并探讨由聚磁槽导致气隙磁场不均匀分布所产生的齿槽转矩;采用不同方法对齿槽转矩进行抑制,分析齿槽数、齿槽形状、齿槽宽度对磁力耦合器运行特性的影响规律。研究结果表明:聚磁槽可有效提高调速型磁力耦合器的启动能力;级槽数之间的最小公倍数对齿槽转矩抑制有明显效果,同时斜槽可在提高磁力耦合器启动转矩的同时维持其额定性能;齿宽则需要综合考虑实际需求后进行选取。 展开更多

关键词 调速型磁力耦合器 启动转矩 齿槽转矩 三维有限元计算 轴向磁通

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永磁异步磁力偶合器调速机构的研究 被引量：2

11

作者 朱金龙 胡坤 +1 位作者 王鹏彧 张星亚 《煤矿机电》 2018年第3期1-4,13,共5页

煤矿井下运输设备中,其刮板输送机和带式输送机在运行中容易因落煤太多或卡顿,易造成突然过载或堵转,导致传动机构或电动机损坏,或使设备使用寿命降低,而永磁异步偶合器具备较大技术优势。针对永磁异步磁力偶合器调速机构,设计了一种新... 煤矿井下运输设备中,其刮板输送机和带式输送机在运行中容易因落煤太多或卡顿,易造成突然过载或堵转,导致传动机构或电动机损坏,或使设备使用寿命降低,而永磁异步偶合器具备较大技术优势。针对永磁异步磁力偶合器调速机构,设计了一种新型调速机构模型,计算了该机构模型的自由度。首先建立该调速机构的数学模型,采用Matlab编程进行动态分析,绘制出其运动曲线,然后利用Adams建模进行动态仿真分析,最后对两种结果进行对比分析,验证了所设计调速机构模型的正确性。 展开更多

关键词 永磁异步磁力偶合器 调速机构 数学模型 MATLAB计算 ADAMS仿真

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船用双气隙异步盘式磁力联轴器的有限元分析

12

作者 林平 黄朝明 王宏志 《磁性材料及器件》 CAS 2016年第3期43-47,共5页

针对"育鲲轮"船用双气隙异步盘式磁力联轴器的使用性能,运用Maxwell 14.0软件对其进行有限元分析,得到其磁场强度分布、涡电流密度分布和扭矩。用搭建的磁力联轴器试验台对稳态扭矩进行了试验测量与验证,仿真分析得出的扭矩... 针对"育鲲轮"船用双气隙异步盘式磁力联轴器的使用性能,运用Maxwell 14.0软件对其进行有限元分析,得到其磁场强度分布、涡电流密度分布和扭矩。用搭建的磁力联轴器试验台对稳态扭矩进行了试验测量与验证,仿真分析得出的扭矩与试验结果符合较好,为磁力联轴器扭矩的分析提供了理论依据。此外对不同工况下的联轴器传动效率进行了对比分析,得出其传动效率在93%以上,为磁力联轴器在船舶领域的广泛应用提供一定的理论依据和借鉴。 展开更多

关键词 双气隙异步盘式磁力联轴器 有限元法 磁场 滑差 扭矩 效率

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液力调速装置结构原理和应用经验 被引量：1

13

作者 孟宪源 《宝钢技术》 CAS 1998年第4期8-12,共5页

从工作原理、工作特性和功耗三个方面对导管式调速液力耦合器和多盘油膜调速装置进行剖析，在应用中应注意以下几个问题：调速滑差损耗、后置减速的应用、选型计算问题、冷态安装时预留热胀量、连续频繁调节的要求、操作方式和配套仪表... 从工作原理、工作特性和功耗三个方面对导管式调速液力耦合器和多盘油膜调速装置进行剖析，在应用中应注意以下几个问题：调速滑差损耗、后置减速的应用、选型计算问题、冷态安装时预留热胀量、连续频繁调节的要求、操作方式和配套仪表要求。 展开更多

关键词 导管式 调速 液力耦合器 风机 泵

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一种基于PLC控制的可调速磁力联轴器设计

14

作者 陈竞 《机械研究与应用》 2015年第2期109-111,共3页

传统的机械式传动结构形式复杂,且存在许多影响系统动态性能的因素。结合磁力联轴器传动的优点,设计了一种新型的数字控制调速的同轴型圆筒式磁力联轴器,在满足传递力矩要求的同时,一方面可减少原动机的体积,另一方面又使得整个系统省... 传统的机械式传动结构形式复杂,且存在许多影响系统动态性能的因素。结合磁力联轴器传动的优点,设计了一种新型的数字控制调速的同轴型圆筒式磁力联轴器,在满足传递力矩要求的同时,一方面可减少原动机的体积,另一方面又使得整个系统省去皮带轮、机械齿轮等传动装置,实现无接触式、可调速传动,减少振动、噪声等影响,克服变频调速存在的不足之处,获得了良好的效果。 展开更多

关键词 磁力传动 可调速 PLC控制 磁力联轴器

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可调速同轴式异步磁力联轴器的传动机理及工作特性分析 被引量：6

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作者 杨超君 李文双 +2 位作者 周曰华 徐燕飞 张涛 《机械传动》 CSCD 北大核心 2013年第10期14-18,共5页

提出了一种可调速同轴式异步磁力联轴器，通过远程智能控制器改变内外转子之间的啮合面积，调节气隙磁场强度，从而实现速度的可调节。同时，利用有限元软件对该磁力联轴器进行三维瞬态磁场模拟，分析研究了轴向位移变化对磁力联轴器的... 提出了一种可调速同轴式异步磁力联轴器，通过远程智能控制器改变内外转子之间的啮合面积，调节气隙磁场强度，从而实现速度的可调节。同时，利用有限元软件对该磁力联轴器进行三维瞬态磁场模拟，分析研究了轴向位移变化对磁力联轴器的传动特性的影响。结果表明，径向气隙的磁通密度近似呈周期性分布，周期数为7，即永磁体的磁极对数；随着轴向位移长度的增加，径向气隙磁密逐渐减小，在轴向位移长度为16～24miil时，径向气隙磁密呈线性减小；输出转矩随轴向移动长度的增加近似呈线性减小，且在0～25ms时，输出转矩会出现一个较大波动，在100-200ms时转矩慢慢趋于平稳。 展开更多

关键词 磁力联轴器 调速 有限元分析 气隙磁密 转矩

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盘式实心异步磁力耦合器的调速关系分析 被引量：9

16

作者 杨超君 袁爱仁 +2 位作者 张小锋 吴盈志 柳康 《机械传动》 CSCD 北大核心 2017年第12期36-42,共7页

气隙厚度对磁力耦合器的运行至关重要,通过改变气隙厚度实现耦合器的调速功能具有重要意义。为了研究盘式实心异步磁力耦合器的气隙厚度与调速性能之间的关系,结合等效磁路法与磁路的基尔霍夫定律建立了轴向充磁的耦合器模型。通过对模... 气隙厚度对磁力耦合器的运行至关重要,通过改变气隙厚度实现耦合器的调速功能具有重要意义。为了研究盘式实心异步磁力耦合器的气隙厚度与调速性能之间的关系,结合等效磁路法与磁路的基尔霍夫定律建立了轴向充磁的耦合器模型。通过对模型进行解析计算得出耦合器的磁路参数,再结合三维修正系数与转矩公式得到耦合器的转矩表达式。此外,在恒转矩负载调速下,结合转矩表达式推导出气隙厚度与转差率的关系,得到调速关系式,从而研究得到盘式实心异步磁力耦合器的调速关系。利用Matlab对转矩表达式和调速关系式进行离散化求解,并用有限元仿真及实验进行对比分析,验证了调速关系在理论计算上的正确性,并为耦合器实现精确调速提供了理论依据。 展开更多

关键词 盘式实心异步磁力耦合器 气隙厚度 调速关系式 离散化求解 有限元仿真

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