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锥形转子磁力耦合器调速机理与散热系统研究

锥形转子磁力耦合器调速机理与散热系统研究

作者：刘述良大连交通大学

学位级别：硕士

风机及泵类等离心式负载的耗电量占我国用电总量的三分之一以上,鉴于离心式负载具有转速降低时其轴功率呈三次方下降特征,因此在电机与离心式负载之间加装调速装置可获得较好的节能效益。常见的调速装置主要有变频器、液力耦合器及磁力... 详细信息

风机及泵类等离心式负载的耗电量占我国用电总量的三分之一以上,鉴于离心式负载具有转速降低时其轴功率呈三次方下降特征,因此在电机与离心式负载之间加装调速装置可获得较好的节能效益。常见的调速装置主要有变频器、液力耦合器及磁力耦合器等,其中磁力耦合器(简称磁耦)因具有轻载启动、过载保护及无油泄露污染等特点,因此在行业内被广泛应用。现有磁耦一般均为盘式或筒式结构。盘式磁耦的优点是轴向长度短,但其径向长度较大,导致其转动惯量大且对轴向窜动要求严格;筒式磁耦虽比盘式磁耦体积及转动惯量小,但调速时转子轴向移动距离长,运行空间大且调速效率低;针对上述问题,本文提出一种锥形转子磁耦(Conical Rotor Magnetic Coupler,CRMC),在减小装置体积及转动惯量的同时可有效提高调速效率;另外,本文还设计出了适用于CRMC的散热装置,可将转差调速所产生的热量有效散发,保证CRMC稳定可靠地运行。围绕所提出的CRMC,本文进行了以下工作:(1)介绍了CRMC的基本结构及其调速原理;建立了CRMC等效模型,并基于等效磁路法分析了CRMC磁路结构,得到了电磁转矩表达式;分析了离心式负载工况下CRMC的损耗特性及传动效率,给出了CRMC损耗及传动效率与转差率的相关表达式。(2)阐述了CRMC运行系统组成及运行原理,给出了CRMC具体结构参数,基于Ansys Maxwell仿真环境建立了CRMC有限元三维模型,计算分析了CRMC机械特性并与理论值进行对比,验证了所建模型的正确性;通过分析CRMC涡流损耗,获得了调速过程中的涡流损耗最大值,为温度场分析提供了依据。(3)对CRMC进行了静态及瞬态性能分析,得到了离心式负载工况下的调速特性,结果表明其节能性较好且调速效率较高;建立了CRMC轴向力理论计算模型,给出了影响轴向力的主要因素,分析了调速过程中轴向力的变化趋势。(4)基于温度场分析理论,在Solidworks环境中建立了CRMC温度场分析三维模型,并设计出合理的散热装置;对无散热装置时及加装散热装置的CRMC进行了三维温度场分析,结果表明加装散热装置后的CRMC散热效率显著提高,可使永磁体最高温度由无散热装置下的116℃降低至68℃,保证了CRMC长期稳定运行。

关键词：磁力耦合器锥形转子调速特性温度场分析散热装置

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锥形转子电动机工艺特性初探

微特电机 1993年第4期21卷 29-31页

作者：徐家龙杭州下城区人民政府杭州310006

具体分析了锥形转子电动机的工艺特性,给出其加工工艺流程,对改进工艺线路,提高成品合格率是一种新的尝试。

关键词：锥形转子电动机制造

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锥形转子磁力耦合器调速机理研究

制造技术与机床 2022年第5期 77-83页

作者：葛研军刘述良王建帅大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028

设计出一种锥形转子磁力耦合器(conical rotor magnetic coupler,CRMC),将CRMC简化为径向及轴向的组合模型,利用等效磁路法分别得出各模型的气隙磁密和电磁转矩表达式;计算并验证了电磁转矩T与转差率s的关系,并据此分析了CRMC的运行特... 详细信息

设计出一种锥形转子磁力耦合器(conical rotor magnetic coupler,CRMC),将CRMC简化为径向及轴向的组合模型,利用等效磁路法分别得出各模型的气隙磁密和电磁转矩表达式;计算并验证了电磁转矩T与转差率s的关系,并据此分析了CRMC的运行特性。通过有限元模型仿真,得到了输出转速、转矩及功率随CRMC轴向耦合长度的关系曲线,验证了CRMC应用于离心式负载时具有较好的节能效果,并且其调速效率也很高。

关键词：磁力耦合器锥形转子电磁转矩调速特性

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锥形转子电动机自动测试装置

微电机 1997年第1期30卷 32-35页

作者：胡虔生刘徽东南大学

介绍锥形转子电动机计算机辅助测试系统的功能、硬、软件组成和特点。文中给出在系统工作可靠性和安全性等方面采取的方法，实践证明。

关键词：锥形转子电动机容错技术电机测量计算机

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锥形转子电动机磁拉力测试装置的设计与制造

起重冶金电机 1995年第2期 9-13,29页

作者：王子霈刘长润大连第二电机厂

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双绕组锥形转子变极电机及其优化的研究

微特电机 1995年第2期23卷 5-8页

作者：周达伟东南大学南京210018

针对双绕组锥形转子变极电机轴向磁路不均匀以及高度饱和的特点,本文改进了其电磁设计的数学模形.同时,对该类电机的优化设计进行了探讨,提出了改进的离散变量直接搜索法,较好地解决了变极电机可行域难寻的问题.

关键词：锥形转子变极电机优化设计

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锥形转子电机铁心冲片冲裁质量分析及对策

起重冶金电机 1997年第4期 7-9,27页

作者：许春玲大连第二电机厂

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锥形转子异步电动机典型故障分析与处理

电世界 1994年第7期35卷 22-23页

作者：李幸四川江油市三合江油钢铁厂 621701

三相锥形转子异步电机系笼型异步电机的一种特殊型式,具有起、制动性能好,操作维护方便等许多优点,多用作起重、冶金行业中小型起重机的主电机。据笔者对此类起重机在运行中的故障分析,发现其主电机的故障较为突出。本文就2t抓斗起重机... 详细信息

三相锥形转子异步电机系笼型异步电机的一种特殊型式,具有起、制动性能好,操作维护方便等许多优点,多用作起重、冶金行业中小型起重机的主电机。据笔者对此类起重机在运行中的故障分析,发现其主电机的故障较为突出。本文就2t抓斗起重机两台锥形转子电机的典型故障实例进行分析,供参考。电机参数:功率P=7.5kW,额定电压380V/220V(Y/△),额定电流18A/31A,,转速n=1400r/min,负载持续率FS%=25%,E级绝缘。

关键词：锥形转子异步电动机故障

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锥形转子电机轴向磁拉力的较准确计算

电气应用 1985年第5期 22-26页

作者：萧星福江西樟树起重机械厂

一、引言轴向磁拉力值是锥形转子电机的一个主要技术指标。目前国内各厂生产的锥形转子电动机轴向磁拉力大多偏小,这与设计计算不准确有关。因此,锥形转子电机磁拉力的较准确计算,当前依然是锥形转子电机设计计算中的一个课题。磁场中... 详细信息

一、引言轴向磁拉力值是锥形转子电机的一个主要技术指标。目前国内各厂生产的锥形转子电动机轴向磁拉力大多偏小,这与设计计算不准确有关。因此,锥形转子电机磁拉力的较准确计算,当前依然是锥形转子电机设计计算中的一个课题。磁场中铁磁体表面所受磁吸力的微分形式

关键词：轴向磁拉力电机锥形转子