磁性联轴器三维模拟端部效应分析

发布者:威廉希尔公司官方网站  发布日期:2017-04-05

磁性联轴器三维模拟端部效应分析

    整个三维磁性联轴器磁感应强度的矢量分布图。可以很明显的看出,磁性联轴器的磁感应强度在边缘部分的方向并不是完全平行磁性联轴器的边缘,而是存在一定夹角,这说明在磁性联轴器的端部边缘部分损失了一部分磁通,其结果就是两端的磁通要小于磁性联轴器中间部分的磁通,所以整个磁性联轴器所传递的扭矩要小于二维平面有限元计算的扭矩值。

    为了显示磁感应强度沿着轴向长度L的变化,在三维磁性联轴器上建立了一条path来显示这条路径上的磁感应强度分布。为了建模方便,选用气隙半径R=0.033m(即气隙与内磁极的交线)。不同磁转角,气隙半径R=0.033m处,磁感应强度沿轴向

path的磁感应强度分布。可以看出:不同磁转角,磁感应强度沿轴向分布都是呈现两端磁感应强度低,中部磁感应强度高,其磁感应强度达到中部稳定值的位置分布在两端向中间延伸到0.0065m处。可以看出端部效应的影响深入磁性联轴器内部6.5mm, 6.5mm之后磁感应强度就达到了稳定值。同时,随着磁转角的增大,气隙处的磁感应强度也在增大,但是大值均小于磁性材料衫钻在工作点的剩磁感应强度0.71T,并且由于所取的气隙半径R=0.033m,即气隙与磁性材料的交界处,此处的磁感应强度应该是气隙中强的,随着气隙增大,由于气隙的磁阻较大必然会损失一部分磁通,导致气隙处的磁感应强度会减弱。

结论

    (1)以特定的磁性联轴器为例进行数值模拟,对不同参数进行定量分析,对比不同转角的转矩值,结果可信。

    (2)由于端部效应,三维模拟计算的磁转矩比二维模拟的计算值平均损失了21.92%,传统经验公式对于端部漏磁所产生的损失考虑的不够,采用三维模型进行模拟接近实际。

    (3)对比分析三维磁场模拟与二维磁场模拟的结果,从理论上推导了端部漏磁所损失的磁转矩,用传统缩小磁极轴向长度的方法设计的磁性联轴器,所传递的转矩值可能达不到设计的要求。

    (4)磁性联轴器的数值计算方法比起传统经验计算全面,有重要的实际应用价值。


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