程习康, 刘 巍, 孙明浩, 罗唯奇

(大连理工大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116024)

随着全球经济的高速发展,目前人类面临着日益严重的环境破坏、资源匮乏、生态污染等问题,发展以节能、高效、环保为理念的清洁绿色产品对人类可持续发展具有重要意义,永磁涡流耦合器在这种产品理念驱动下产生[1].永磁涡流耦合器作为一种新型的非接触传动装置,具有结构简单、节能高效、传动平稳、无污染、允许主从动轴不对中等特点,而且具有良好的环境适应性[2-4].与液力耦合器和变频器相比,液力耦合器可控性差且存在喷油污染,低速时无法平滑加速;变频器故障率高、环境适应性差,产生谐波污染进而影响电网,而永磁涡流耦合器在实现转矩调节和传递的同时,可有效地规避上述问题,因此一定程度上可以替代液力耦合器和变频器,在汽轮机、冷却泵、皮带运输机、大型刮板机、破碎机、球磨机等重大工程装备中具有较好应用前景[5-7].

永磁涡流耦合器最早由美国MagnaDrive公司应用在尼米兹号和斯坦尼斯号航空母舰的海水泵上,后来扩展到民用行业,并于2008年引进到中国.近年来,国内外学者针对永磁涡流耦合器的传递转矩进行了大量的研究.Canova等[8]基于分离变量法将永磁涡流耦合器从三维问题简化为二维,得到了转矩-转速关系的纯解析模型;文献[9-11]考虑了材料的磁饱和及永磁体本身特性,同时考虑了三维结构参数,建立了一种可处理复杂结构的永磁……