王 鹏，张 剑，张 帅，周凯凯

（大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028）

1 引言

笼型转子异步磁力耦合器（Squirrel Cage Asynchronous Magnetic Coupling，SCAMC）是一种利用磁力耦合作用实现机电传动系统中主动轴与从动轴之间的运动和动力传递的磁力传动装置。SCAMC在传动过程中，具有无机械接触，无摩擦及磨损等优点，同时其还具有轻载启动与过载保护功能[1-2]。

SCAMC可通过改变内、外转子的轴向磁通面积进行调速[3]。但当内、外转子轴向位移发生变化时，外转子所属的永磁体与笼型转子的轭铁之间将产生一个轴向力，以阻止内、外转子轴向位移的相对变化，因此若要实现SCAMC的精准调速，就必须建立并计算出调速时所需的轴向力。

现有的国内外文献对磁力耦合器的研究大多集中运行特性及热特性的分析方面[3-5]，而少有对其内、外转子所形成的轴向力研究。文献[6-7]利用麦克斯韦应力张量法建立了盘式磁力耦合器的轴向力计算模型，并推出了轴向力与转速间的曲线关系，而盘式磁力耦合器与所述的SCAMC无论在结构及运行机理方面均存在本质性差异，因此其所建模型并不适用于SCAMC。

利用电磁场理论中的电流镜像法等效出永磁体的镜像规律，给出了永磁体的镜像磁场强度。通过等效磁荷法分别推导出SCAMC内、外转子上任意两磁荷间的作用力微分方程，并建立了SCAMC磁化轴向力与励磁电流轴向力的计算公式，通过有限元仿真对所建模型进行了比对验证。

2 运行机理

SCAMC的三维模型，如图1所示。其结构包括内转子笼条、内转子轭铁、外转子永磁体及外转子轭铁四部分。……