开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

杨超君; 朱继伟; 丁磊; 杭天; 丁逸飞; 王剑

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.08.017

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开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

试验分析 | 更新时间：2023-08-22

- 开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析
- Transmission Performance Analysis of Slotted-type Eddy-current Couplers with Radial Misalignment
- 机械传动 2023年47卷第8期页码：123-129
- 作者机构：
  
  江苏大学机械工程学院，江苏镇江 212013
- 作者简介：
  
  杨超君（1965— ），女，江苏无锡人，博士，教授，博士研究生导师；主要研究方向为磁力机械及激光加工技术；yangchaojun@ujs.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51875254)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.08.017
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-08-15，
  
  收稿日期：2022-06-12，
  
  修回日期：2022-07-25，
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杨超君,朱继伟,丁磊等.开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析[J].机械传动,2023,47(08):123-129.

Yang Chaojun,Zhu Jiwei,Ding Lei,et al.Transmission Performance Analysis of Slotted-type Eddy-current Couplers with Radial Misalignment[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(08):123-129.
杨超君,朱继伟,丁磊等.开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析[J].机械传动,2023,47(08):123-129. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.08.017.

Yang Chaojun,Zhu Jiwei,Ding Lei,et al.Transmission Performance Analysis of Slotted-type Eddy-current Couplers with Radial Misalignment[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(08):123-129. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.08.017.

摘要

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能，以等效磁荷理论为基础，将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体，结合库伦定律，建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型；通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析，确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明，随着径向不对中量的增大，磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小，从而引起耦合器最大磁感应强度增大，铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小；同时，二者随时间变化的曲线波动也越来越显著，当径向不对中量不超过6 mm时，开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩，其转矩波动也相对稳定。

Abstract

In order to study the transmission performance of slotted-type eddy-current couplers with radial misalignment

based on the theory of the equivalent magnetic charge theory

the copper which cuts the magnetic field line in motion is equivalent to permanent magnet. Combining with Coulomb's law

a calculation model of output torque is established in this study. The analysis of magnetic flux density

copper loss and output torque of couplers are all simulated by finite element software

and the maximum allowable value of radial misalignment is obtained. The results show that with the increase of radial misalignment

the induced magnetic field decreases during operation

which results in the increase of the magnetic flux density

the decrease of the copper loss and the torque

and the fluctuations of the copper loss and the output torque changing with time become more and more obvious. When the radial misalignment is less than 6 mm

the torque generated by the couplers can almost be remained accurately and the fluctuation of the torque is relatively stable.

关键词

开槽盘式磁力耦合器径向不对中等效磁荷理论磁感应强度铜层功率损耗输出转矩

Keywords

Slotted-type eddy-current couplersRadial misalignmentEquivalent magnetic chargetheoryMagnetic flux densityCopper power lossOuput torque

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