陈克鑫 曲盛楠 闫 泽 战庆欣

(中国船舶集团有限公司第七○三研究所, 哈尔滨 150078)

磁力离合器(magnetic clutch,MC)是一种基于异步传动原理的传动装置,主、从动旋转构件的一侧设置永磁体,另一侧则设置金属导体[1-2].当导体转子与永磁转子间存在相对运动时,永磁磁场会在导体转子上产生涡流,涡流磁场与永磁磁场相互作用,产生电磁转矩[1,3],通过调节永磁转子和导体转子之间的气隙,可实现离合及输出转矩的调节[4-6].小功率磁力离合器的导体转子与永磁转子分别安装在驱动端设备及负载端设备上,由连接设备承担其挂重,目前500 kW级的磁力离合器存在体积大、挂重大的问题,限制了其在小空间及敏感轴系条件下的应用.对磁力离合器电磁特性的结构参数敏感性进行分析,以实现其紧凑型设计为目的建立磁路设计准则,是拓展其应用的关键.

国内外学者基于等效磁路法建立了轴向磁通MC的解析模型,并对其基本电磁特性进行分析[7-10].已通过有限元方法就主要结构参数对MC基本电磁特性的影响进行了较广泛的研究[11-15],但是针对温升和材料特性等方面对MC临界转差率影响的研究尚存在若干不足.

本文结合等效磁路法和有限元方法,对500 kW级双边盘式MC的极对数、占空比、导体材料、导体盘尺寸以及温升等主要参数进行敏感度分析,研究转矩提升的主要影响因素,建立大功率MC磁路的一般设计原则.

1 基本电磁特性理论分析

本文研究的MC采用轴向磁通双边……