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调磁式异步磁力联轴器是综合磁场调制和电磁感应原理而研制出的一种新型磁力传动装置,兼有异步磁力联轴器与高性能磁力齿轮的特点,不仅具有无接触传递、缓冲吸震、过载保护等优点,而且可以实现改变速度大小和方向的功能。工作时,永磁磁场经调磁装置调制之后,其磁场的分布与大小均发生改变,从而实现速度大小和方向的变化。因此对联轴器的磁场调制机理及气隙磁场分布规律进行研究具有重要的理论意义与学术价值。本文主要对调磁式异步磁力联轴器进行了以下几方面的研究: (1)利用磁场解析法对永磁磁场与调制磁场进行研究,得到了永磁磁场磁极对数、调磁极片个数与调制磁场磁极对数的关系,同时基于磁场等效原理与磁场推拉原理对调磁式异步磁力联轴器的工作原理进行了探讨。此外,针对材料选择与结构参数变化两方面,为提高装置的结构强度,优化联轴器的传动性能,对调磁装置进行了改进,并提出一种超导隔磁式新型调磁装置。 (2)利用有限元软件对气隙磁场进行了二维静态、瞬态模拟分析,得到了永磁磁场与调制磁场的二维分布与周期性,永磁磁场与调制磁场的周期数分别为各自磁场的磁极对数。同时,研究了瞬态下导体与调磁极片感应电流密度的分布情况。基于等效面电流法,利用Matlab编程求解了永磁磁场磁感应强度各向分量的二维与三维分布;利用能量法推导了齿槽转矩的理论公式,并对其进行了有限元模拟仿真,得到了槽宽、槽深、斜槽角度、槽极匹配对其幅值大小及周期性的影响。 (3)对永磁磁场与调制磁场进行了三维有限元仿真,得到了气隙磁场的三维空间分布规律;并分别对浅槽导体转子、深槽导体转子与硅钢片导体转子联轴器进行建模分析,研究对比了它们的趋肤效应、转矩特性、损耗特性等。同时,分析了不同导体转子对气隙磁场分布的影响,分别对三种导体转子联轴器的内外气隙磁场进行了谐波分析,得出了硅钢片导体转子磁场调制效果与传动性能最佳的结论。 (4)进行了调磁式异步磁力联轴器样机气隙磁场与传动性能的实验研究,通过对联轴器的三维静态永磁磁场与调制磁场进行测量,得到了永磁磁场与调制磁场的三维空间分布,与模拟分析、解析值具有很好的一致性;对两种不同组合的实验样机进行空载与负载下传动性能的测试,得到了输入转速、输出转速、滑差率、传动比等参数曲线,实验表明:组合样机2的传动性能明显优于组合样机1;对于组合样机1、2而言,硅钢片导体转子与深槽导体转子的传动性能均较佳,浅槽导体转子的传动性能较差。