大间隙磁力传动系统参数对驱动力矩的影响.pdf

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1、试验研究现代制造工程(Mod唧M粕uf8cnlringEn舀ne耐ng)2014年第1期大间隙磁力传动系统参数对驱动力矩的影响+许焰，庞佑霞，唐勇，梁亮，朱宗铭(长沙学院机电工程系，长沙410003)摘要：根据大间隙磁力传动系统的工作原理及成人生理指标对轴流式血泵的工作要求，设计并搭建了用于系统驱动力矩实验研究的装置。通过改变系统中电磁体和永磁体沿z轴方向的耦合距离、电磁体和永磁体沿y轴正、负方向的相对位移，以及电磁体线圈通电电流等参数，进行系统驱动力矩的实验研究，得到各参数对驱动力矩的影响规律，为系统的优化设计提供了依据。关键词：大间隙；磁力传动；驱动力矩；实验；

2、影响中图分类号：THl33．4文献标志码：A文章编号：167l—3133(2014)01—0015—04Theaffect0fpar锄骶ters0flargegapmagneticdriVessystemt0drivingtorql肥XuY粕，P蛐gYou】【ia，T肌gYong，baJlg¨粕g，ZhuZongming(D印artmentofMech锄ical&ElectIicalEngineering，ChangshaUniversity，Changsha410003，China)Abstract：Ontlleb鹪isoftlleworkiIlgpri眦iple

3、ofthelalgegapmagIletic商vessystem蚰dthebloodpumpworl【reqIIhmentsa—boutaduhphysi010西calindexes，ⅡleeqIlipmemusedtodoexperimentalstudyhthesystemdrivingt∞qlleisdesi印ed明dbuilt．Bych锄gingtllec咖plingdistaIIcea10鹕medirection0fZbetweenelecnDma印et眦dpe珊锄entma印et，tIlerelativedisplace．ment妇gtllediIect

4、i叩ofybetw∞nelec饷幢a印et粕dperIll锄ent删lgIlet卸dtllecoilc峨ntofelectroma印et，tIleexperim朗tstudy∞drivingtorqueof8ystemw弘d叩e．TI地e伍ect伽血vingtorqueaboutvariouspammete玛w船80t．Theh鹊isf＆t}Ie8ystemoptimizali∞desi印w硇provided．Keywords：largeg印；m孵leticdriVes；driVingtorque；experiment；赶bctO引言磁力传动主要依据磁性物质同性相斥

5、、异性相吸的原理，应用永磁材料或电磁机构间磁场的耦合作用而产生磁力，从而实现力的传递。smoll【in等人⋯应用非线性磁媒介情况下的外推法实现了磁力的测量。Fr锄k等人【21设计了一种新的永磁齿轮，采用力矩密度分析模型，实现了永磁齿轮的设计、分析和优化。Toshiyuki等人[31将机械应力与一种磁致伸缩材料相作用，实现磁路中固定部件和移动部件间的吸引力控制。赵国涛等人M1研究的磁力传动系统实现了直线往复运动，并得到了系统主要参数对磁场传递作用力的影响规律。田录林等人”o研究了一种新型永磁悬浮导轨装置，建立了系统磁力解析计算模型，研究了系统参数对磁力的影响规律。综上

6、可知，众多学者对各种磁力传动系统的驱动能力进行了研究，目前研究对象的磁极间隙主要以小间隙为主，针对大间隙条件下的系统驱动能力实验方面的研究还未见报道。笔者在文献[6]和文献[7]有关系统空间磁场和驱动力矩计算模型研究的基础上，着重对大间隙磁力传动系统驱动力矩及性能进行实验研究，以明确系统主要参数对系统驱动能力的影响规律，为后续开展提高系统驱动能力的优化设计提供理论指导。1系统的基本构成及工作原理大间隙磁力传动系统基本构成及计算坐标系如图1所示，图1中^为磁极间隙。由文献[8]可知系统工作原理如下：图1中线圈1一线圈4的不同缠绕方向决定了其通电时所产生的+国家自然科学

7、基金资助项目(51075403)；教育部博士学科点专项基金资助项目(20100162110004)；湖南省自然科学基金资助项目(12JH038)；湖南省教育厅优秀青年科学研究项目(12肋16)；江西省自然科学基金项目(20122BAB206030)；湖南省“十二五”重点建设学科资助项目152014年第1期现代制造工程(ModemM跚uf如t面ngEn西舱ering)磁场磁极不同，由单片机P。。、P¨、P∽和P¨分别控制线圈1～线圈4的通断电。根据图1所示的铁芯上线圈绕制方向可知，线圈l通电时在电磁体左侧产生N极，线圈2通电时在电磁体左侧产生S极，线圈3通电时在电