[发明专利]一种轴向磁通永磁涡流联轴器磁路模型的建模方法

摘要

本发明提供了一种轴向磁通永磁涡流联轴器磁路模型的建模方法，首先根据所采用永磁体的形状，确定等效长方形永磁体宽度和长度；再根据对称关系，并计及导体涡流反应场，建立对应于永磁涡流联轴器一对磁极的1/2磁路模型；然后根据永磁涡流联轴器设计参数，计算永磁体磁动势、主磁通磁阻、和、漏磁通磁阻和；最后计算导体感应电流所产生的磁动势；建模过程结束。该种轴向磁通永磁涡流联轴器磁路模型的建模方法，通过在磁路模型中引入导体感应电流所产生的磁动势，并建立相应漏磁支路，有效计入了感应电流对主磁通的影响，所建立的磁路模型更贴近实际情况。

主权项

1.一种轴向磁通永磁涡流联轴器磁路模型的建模方法，其特征在于，包括：S1、根据所采用永磁体的形状，确定等效长方形永磁体宽度τ_m和长度w_m；S2、根据对称关系，并计及导体涡流反应场，建立对应于永磁涡流联轴器一对磁极的1/2磁路模型，并建立相关磁路方程组；S3、根据永磁涡流联轴器设计参数，计算永磁体磁动势F_m、主磁通磁阻R_m、R_a和R_c、漏磁通磁阻R_l1和R_l2；S4、计算导体感应电流所产生的磁动势F_c；其中，所述步骤S2中，由于背铁区磁导率极大，磁阻可以忽略不计，因此磁路方程组的具体形式为：式(1)中，F_m和F_c分别为永磁体所产生的磁动势和导体感应电流所建立的磁动势；Φ_m和Φ_e分别为经过永磁区的磁通和经过导体区的有效磁通，其均属于主磁通；Φ_l1为相邻永磁体磁极之间以及永磁体与其背铁之间的漏磁通之和；Φ_l2为导体涡流磁场的磁通量，Φ_l2的性质也属于漏磁通，其经由导体、气隙及永磁体磁极间隙，到达永磁体背铁区；R_m、R_a和R_c分别为永磁体、气隙和导体磁阻；R_l1和R_l2分别为Φ_l1和Φ_l2所对应的磁阻；所述步骤S3中永磁体磁动势F_m、主磁通及漏磁通各部分磁阻R_m、R_a和R_c及R_l1和R_l2的具体计算公式分别为：式(2)—(7)中，M_r为永磁体材料剩余磁化强度；t_m、t_a和t_c分别为永磁体厚度、气隙长度和导体盘厚度；μ_r和μ₀分别为永磁体材料相对回复磁导率和真空磁导率；τ_m为等效长方形永磁体宽度，亦即极弧宽度；w_m为等效长方形永磁体长度，亦即沿永磁转子径向方向永磁体长度；τ_p为平均极距；所述步骤S4中导体感应电流所产生的磁动势F_c具体计算步骤为：S41、根据磁路方程组即式(1)，计算Φ_e；S42、计算在主磁通路径范围内的导体区平均磁密B_av及平均感应电流密度J_av；S43、计算在给定转差率s情况下，导体感应电流所产生的磁动势：F_c＝∫_sJgds＝J_av(t_cτ_m/2)＝c_FcΦ_e       (8)式(9)中，σ_c为导体电导率，c_av为导体盘平均周长，s为转差率，n₁为涡流联轴器主动侧转速。