论文部分内容阅读
永磁水冷测功机是一种新型测功装置,其工作原理与电涡流测功机基本相同,但采用永久磁铁代替励磁线圈作为磁源。其基本工作原理为:通过磁性金属材料切割高能永久磁铁的磁场,在金属表面感生电涡流,电涡流在旋转磁场中产生制动力矩,起到负载或制动的作用。采用永久磁铁可实现测功机大幅度的轻量化、小型化;节约铜资源、电能;制动力稳定、持久。本研究基于以上永磁测功机一些优点,提出并研制一种全新的永磁水冷测功机,这种测功机结构简单、冷却效果好、噪音低,适用范围广泛。
在阐述永磁水冷测功机磁作用原理的基础上,对永磁体磁头的布置方案、磁场分布、磁路的特点、特征参数确定作了较为详尽论述;对永磁体磁吸力的影响因素作了全面分析,通过电磁场仿真软件得到磁吸力随气隙变化曲线;从电涡流缓速器制动力矩的计算,引申出一种永磁水冷测功机制动力矩的计算方法,对进一步深入研究制动力矩的精确计算提供了新的思路;由制动力矩公式出发,探讨了制动力矩可能的影响因素,为理论设计提供了可靠依据。
永磁涡流制动过程将运动物体的动能绝大部分转化为热能耗散掉,这会引起制动装置温升。经常启用紧急制动或长时间的连续工作将产生较高的温升,周期性的温升又会形成积累效应,经过一段时间后,这一积累效应终将导致更高的温升,当达到制动装置结构稳定性所决定的极限范围时,会降低永磁涡流制动装置的制动性能,严重时会使永磁体发生退磁现象,造成制动失效。通过对永磁水冷测功机不同散热方式的分析和传热学参数理论计算以及有限元仿真,可以形成完整的针对本设备及类似设备的散热分析方案。对更为复杂的永磁涡流或电涡流设备的散热分析提供理论准备。
应用PLC技术实现对步进电机的控制,从而控制定子和转子间气隙大小,制动力矩将随之改变。实现了制动力矩连续、精确、快速的控制。并设计出开、闭环及手动、自动控制,满足多种使用要求。
通过对整机的台架试验,得到了永磁水冷测功机的制动力矩特性曲线及温度特性曲线。