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筒式实心磁力耦合器是基于电磁感应原理的一种新型传动装置,通过改变永磁转子和导体转子的轴向啮合长度来调节输出端的转速和转矩,它不仅具有传统磁力耦合器诸如无接触传动、过载保护、适应环境强等优点,而且能够实现重载下电机的轻载启动,同时在风机、泵类变负载工况下运行时具有显著的节能效果。本文基于筒式实心磁力耦合器的结构特点及调速原理,围绕磁力耦合器的不同结构参数对传动性能的影响,主要进行以下几个方面的研究:(1)对筒式实心磁力耦合器在永磁体间隙排列时的电磁转矩和涡流损耗进行理论分析计算。基于筒式实心磁力耦合器的结构和调速原理,将磁力耦合器复杂的磁场简化成磁路,以一对磁极所构成的闭合回路为研究对象,计算出主磁路和漏磁路中的各磁阻大小,通过基尔霍夫定律求得主磁路的磁通量,为缩小端部效应造成的磁力耦合器电磁转矩计算的误差,结合三维修正系数推导出电磁转矩的计算公式,进而得到磁力耦合器的电磁转矩密度;理论分析磁力耦合器铜环上涡流的集肤效应以及等效透入深度,根据麦克斯韦方程和楞次定律推导出铜环涡流密度的计算公式,进而得到一个周期内铜环涡流损耗的计算公式。(2)为了提高磁力耦合器的传动性能以及材料的利用率,利用MagNet有限元分析软件模拟分析永磁体间隙排列的实心式磁力耦合器在长径比为0.255、0.294、0.333、0.372、0.412、0.451时,永磁体的磁极对数、极弧系数、永磁转子和导体转子的轴向长度和铜环厚度等参数对磁力耦合器传动性能的影响,得到相邻两磁极间隙弧长所对应的圆心角?2(28)60即永磁体极弧系数为0.8,磁极对数为6,铜环厚度为4mm,铜环长厚比为1时,磁力耦合器在单位体积内具有较大的传动转矩,进而提高了材料的利用率,降低了生产制造成本。(3)运用Magnet有限元分析软件模拟分析磁力耦合器输出转速与输出转矩的关系,得到筒式实心磁力耦合器的机械特性曲线,其稳定运行区间为0-ms或者mn-0n,不稳定运行区间为sm-1或者0-mn,相较于盘式异步磁力耦合器,其调速范围更宽,稳定运行区间更大,更能适应负载的扰动,并且在低转速的情况下拥有较大的传动转矩;通过对磁力耦合器在恒负载与变负载下的调速关系的模拟分析,得到在恒负载工况下,输出转速随着啮合长度的减小而减小,在变负载工况下,啮合长度一定时,磁力耦合器的输出转速随着风机的比例系数的增大而减小。(4)磁力耦合器在恒转矩负载工况下运行时,由于电机的输出转速和输出转矩不变,则电机的功率不变,因此磁力耦合器在恒负载工况下不具有节能效果;在风机和泵类变转矩负载工况下,通过对风机的特性曲线分析,相较于传统通过挡板调节风门开度大小来改变管网特性曲线的方法,运用调速型筒式实心磁力耦合器对风机的H-Q特性曲线进行调节,可以达到较为满意的节能效果。