基于电磁-温度耦合方法的永磁驱动器温度场分析

时间:2018-07-26 编辑整理:郑迪,王大志,李硕,于林鑫 来源:早发表网

摘要:基于电磁-温度场耦合方法,分析了盘式永磁驱动器的温度场.基于电磁场解析计算建立了盘式永磁驱动器的电磁场解析模型,推导了涡流损耗公式.计算了热阻和散热系数,并以涡流损耗为热源,建立了盘式永磁驱动器等效热网络模型.预测随负载变化时盘式永磁驱动器的涡流损耗和铜盘温度的变化.解析结果与有限元结果比较表明:基于电磁-温度场耦合方法所建立的电磁场解析模型和温度场解析模型能快速、准确地预测涡流损耗和铜盘温度.

关键词:永磁驱动器,电磁-温度场,耦合分析,电磁场解析计算,等效热网络

盘式永磁驱动器是一种利用磁场传递转矩无机械连接的设备.与传统的机械耦合器相比,具有软启动、隔振、自然保护过载和宽容轴偏差等优点,主要应用于风机、泵、输送机等.盘式永磁驱动器直接利用涡流产生转矩,而涡流导致损耗和温升,因此,非常必要进行涡流损耗分析.涡流损耗分析在盘式永磁驱动器分析中关注较少,在永磁电机分析中较为常见.涡流损耗的分析方法主要是电磁场解析方法和有限元法.有限元法耗时、不灵活,解析方法具有灵活、快速的特点,适合最初的设计.

为了确保盘式永磁驱动的成功设计和工作寿命,有必要进行温度场分析.温度场的分析方法主要是解析方法和有限元法.与有限元方法相比,解析方法更直观,用时较少.

本文基于分离变量法建立盘式永磁驱动器电磁场解析模型,求解涡流损耗,建立等效热网络解析模型,将涡流损耗作为热源,进行电磁-温度场耦合分析.在不同负载下,分析涡流损耗和铜盘的温升变化.通过ANSYS仿真分析表明,本文提出的电磁场模型和温度场模型能够准确、快速地分析和设计盘式永磁驱动器.

 

 

 

 



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