大间隙磁力驱动系统空间磁场分布规律研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第5期大间隙磁力驱动系统空间磁场分布规律研究+李琴1’2，刘云龙2，谭建平2(1湖南化工职业技术学院机械系，株洲412004；2中南大学机电工程学院，长沙410083)摘要：为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性，以双T型电磁体为例，分析了大间隙磁力传动系统空间磁场耦合机理，利用ANSYS软件，仿真了电磁体在NS、SS、SN和NN等四种状态时空间磁场的分布规律，并通过实验验证了空间磁场仿真模型的正确性，找到了双T型电磁体作为主动磁极时与永磁转子在空间的最佳安装位置，为轴流式血泵等永磁转子获得

2、较大的驱动力矩提供了依据。关键词：磁力传动；空间磁场；有限元仿真；驱动能力中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1671_3133(2013)05—00ll珈5SpacemagneticfielddistributionlawoflargegapmagneticdriversystemLiQinl”，UuYunlon92，TanJianpin92(1HunanChemicalVocationalTechnologyCollege，Zhuzhou412004，Hunan，China；2CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，Centra

3、lSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Inordertoimprovethemagneticdrivesystem’sreliabilityundertheconditionoflargegapandhighspeed．therela—tionshipbetweenthemagneticpolestateofactivemagneticpole(electromagnet)andtherunningstateofpassivemagneticpole(permanentmagnet)wasanalyzed，takingtheTelec

4、tromagnetasexample．WiththesoftwareANSYS，themagneticinductionstrengthanddistributionlawofthefourstatessuchasNS、SS、SNandNNwerecaledated．Throughvastexperiments，thesimula—tionmodelofthespacemagneticfieldWasprovedtobecorrectandtheoptimuminstallationpositionoftheinitiativemagnetice—lectromagnetandtheper

5、manentelectromagnetrotorWasfound，toprovideafoundationforaxialflowbloodpumptogainthemaxi—maldrivingtorque．Keywords：magnetictransmission；spacemagneticfield；finiteelementsimulation；drivingpower0引言磁力传动是应用永磁材料或电磁机构所产生的磁力作用，来实现力或力矩非接触传递的一种传动方式¨J，以其主、从动件不接触，从而可较大间隙隔物传递的优势，逐渐被人们所认识。目前，这种磁力传动技术已经有了较为广泛的应用与

6、研究怛圳。龚中良∞o等人根据动力性主动瓣膜的构想怕J，设计了基于外磁场驱动的轴流式血泵，可以有效地避免采用导线(或植入电池)供电的血泵。墙1因导线经皮所引起的感染并发症[9d0

7、。杨新清⋯1等人采用非接触的磁力驱动技术，实现了对关键管路内壁的高效螺旋清洗。大间隙磁力驱动轴流式血泵是磁力传动技术的一种新型应用¨2

8、，该传动方式与传统磁力传动方式的主要区别在于主动电磁体不需要采用电动机驱动，而是直接由保持静止的主动电磁体(主磁体)产生行波磁场来驱动永磁转子(从动永磁体)转动¨孓16J。为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性，获得较高的磁驱动力矩，本文以所设计的，178型电磁体(电磁体以

9、T型铁芯长度方向的尺寸来命名)为例，对其在空间处产生的电磁场进行了有限元仿真和实验测量，研究了电磁体在多种磁极状态下的磁感应强度大小和分布规律，找出了电磁体与永磁转子在空间的最佳安装位置，为永磁转子获得较大的驱动力提供了依据。1大间隙磁力驱动系统简介大间隙磁力驱动系统原理示意图如图1所示，以+国家自然科学基金资助项目(51075403)；教育部博士学科点专项基金资助项目(20100162110004)2013年第5期现代