[发明专利]一种空气涡轮起动机用磁性齿轮的起动响应特性分析方法

权利要求书

1.一种空气涡轮起动机用磁性齿轮的起动响应特性分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：建立基于磁性齿轮的电磁减速器的有限元模型；确定电磁齿轮的主动转子和从动转子。

步骤2：设定主动转子的稳定转速、测试时长及步长值；基于主动转子的稳定转速、测试时长及步长值获得主动转子的速度时间曲线；将主动转子的速度时间曲线作为磁性齿轮的驱动条件；

步骤3：获取磁性齿轮输入角加速度的最大临界值，将输入角加速度临界值作为主动转子的角加速度；

步骤4：主动转子以步骤2获得的磁性齿轮的输入角加速度临界值从初始速度加载到步骤1设定的稳定转速，从动转子不加负载，获得磁性减速器的主动转子由初始状态加速至稳定转速的起动过程中，主动转子和从动转子的转速比与减速器传动比随时间的变化关系、主动转子和从动转子的转速随时间的变化关系，以及主动转子和从动转子的扭矩随时间的变化关系；由获得的磁性齿轮的主动转子由初始状态加速至稳定转速的起动过程中的所述变化关系获得磁性齿轮转子空载起动响应特性。

步骤5：以步骤1中设定的主动转子的稳定转速、测试时长和步长值起动主动转子，从动转子施加与其稳态额定转矩等值的负载转矩，获得磁性减速器带载起动过程中，主动转子和从动转子的转速比与减速器传动比随时间的变化关系、主动转子和从动转子的转速随时间的变化关系，以及主动转子和从动转子的扭矩随时间的变化关系；由获得的磁性齿轮带载起动过程中的所述变化关系获得磁性齿轮带载起动响应特性；

步骤6：主动转子以步骤2获得的磁性齿轮的输入角加速度临界值从初始速度加载到步骤1设定的稳定转速，从动转子不加负载；待转速稳定后，给外转子施加预设负载值，获得磁性减速器的主动转子由初始状态加速至稳定转速后，从动转子突然负载的起动过程中，主动转子和从动转子的转速比与磁性减速器传动比随时间的变化关系、主动转子和从动转子的转速随时间的变化关系，以及主动转子和从动转子的扭矩随时间的变化关系；由获得的磁性减速器的主动转子由初始状态加速至稳定转速后，从动转子突然负载的起动过程中的所述变化关系获得磁性齿轮突然加载起动响应特性；

步骤7：主动转子以步骤2获得的磁性齿轮的输入角加速度临界值从初始速度加载到步骤1设定的稳定转速，从动转子不加负载；待转速稳定后，给外转子施加超过其最大转矩的负载；获得磁性减速器主动转子由初始状态加速至稳定转速后，从动转子突然过载的过程中内转子和外转子的转速比与磁性齿轮传动比随时间的变化关系、内转子与外转子的转速随时间的变化关系，以及内转子和外转子的扭矩随时间的变化关系；由获得的磁性减速器主动转子由初始状态加速至稳定转速后的所述变化关系获得磁性齿轮突然过载起动响应特性。

2.根据权利要求1所述的起动响应特征分析方法，其特征在于，步骤1中，将电磁减速器的内转子设置为主动转子，外转子设置为从动转子。

3.根据权利要求1所述的起动响应特性分析方法，其特征在于，步骤2中，磁性齿轮输入角加速度的最大临界值的表达式为：

其中，J为主动转子的转动惯量；为磁性齿轮输入角加速度的最大临界值；t为时间；f为阻尼系数；ω为最大角速度；T为最大电磁转矩；T′为负载转矩。

4.根据权利要求1所述的起动响应特性分析方法，其特征在于，步骤3中，初始速度为0，获得主动转子由静止状态加速至稳定转速的起动过程中，主动转子和从动转子的速度、扭矩随时间的变化情况。

5.根据权利要求1-4任一项所述的起动响应特性分析方法，其特征在于，还包括步骤8：根据步骤4-7分别获得的对应的磁性齿轮的起动响应特性获得使用了基于该磁性齿轮的电磁减速器的传送机构的起动响应特性。