永磁联轴器传动转矩的计算模型

本文从:二维瞬态气隙磁场分析出发，借鉴层理论模型对样机的转知特性及气隙磁密进行解析计算。在此基础上，以一台1816槽盘式异步磁力联轴器样机为例，利用有限元仿真和样机试验不同工作参数对盘式异步磁力联轴器三维瞬态气隙磁场、传递转矩和传动效率的影响。

联轴器传动转矩的计算模型

  结构及工作原理

    盘式异步磁力联轴器主要包括永磁体盘、导体盘及气隙二部分组成。永磁体盘由扇形永磁体安装于轭铁基体的表面而构成，导体盘采用深槽嵌入式结构，铜块与轭铁间隔排列并通过内外铜圆环形成封闭鼠笼环形结构 .基于电磁感应原理，当永磁体盘山电动机驱动而产生旋转磁场，使得导体盘因切割磁力线产生感应电流，感应电流产生的感应磁场与永磁体产生的旋转磁场相互作用，从而带动着从动盘随主动盘是相同的方向旋转。输出转知及转速的调节和控制则是通过改变主动盘和从动盘间的气隙以调节气隙磁场的人小来实现，所以气隙厚度的改变是实现速度可调的关键，目前已了一些调速装置以实现气隙厚度调节。

 工作负载对转矩的影响

          输入转速为I 200 r/min，转差率为6%,气隙厚度为6 mm时模拟的转矩随时间变化曲线，转矩随时间的变化是先增大后减小再逐渐.稳定。根据第1.2节转矩理论公式，转矩与气隙磁场存在很大的关联，当鑫程机械公司生产的联轴器刚启动时，气隙磁场士要由永磁体提供，随着联轴器输入转速的突然增加，切割磁力线速度增加，所以输出转矩也突然上升:但随着转速不断增加，使得导体盘中的感应电流也逐渐变大，故而气隙磁场逐渐取决于永磁磁场和感应磁场的合成磁场，感应磁场可能导致部分气隙磁场削弱，从而造成转矩的稍有下降;   与主、从动盘的速度都趋于稳定后，转矩趋于平稳。因此鑫程机械公司的联轴器输出的转矩应为转矩平稳时的数值，这里取0.1 s后曲线上数值的平均值作为转矩值。

    为转矩与转差率的关系，模拟时保持其他参数不变，改变转差率，转矩与转差率关系曲线。随着工作负载的增大，意味着转差率的增大，转矩值随转差率的增加而增大。