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| 磁力驱动泵是将现代磁学原理和新密封技术应用于普通离心泵而发展起来的一种新型泵,它利用磁力联轴器实现扭矩的无接触传递,彻底解决了传动轴处的泄漏问题,达到完全无泄漏的效果,因而广泛应用于核工业和化工等特殊行业中。近年来随着计算机技术的发展,磁力驱动泵的研究取得了一些理论成果,但仍然存在一些技术难题,如寻求精确的磁路求解法、涡流问题、高温问题、监控问题、滑动轴承和磁钢材料等限制了磁力驱动泵的应用。本文从磁力驱动泵的发展现状及研究特点出发,针对磁力驱动泵的传动效率问题,应用电磁场有限元分析技术,对不同永磁体排列方式的磁力联轴器内部磁场和涡流场进行研究分析,为高效磁力泵的设计与研究提供一定的理论基础。本文主要工作和结论如下：1.总结磁力驱动泵的发展历史及研究现状并进行简要分析,确定了基本研究路线；阐述了磁力联轴器传动的工作原理、应用特点以及磁力驱动泵在发展过程中亟需解决的主要问题。2.分析磁力驱动泵特有的各项能量损失产生的原因、影响因素以及控制方法；总结各项能量损失功率常用的计算方法及工程上常用的计算公式,为分析和控制磁力联轴器隔离套中涡流损失提供理论依据。3.利用AutoCAD软件设计磁力联轴器上不同永磁体的排列方式,采用ANSYS软件分析不同永磁体排列方式形成的磁场特点,其中Halbach阵列永磁体具有很好的单边聚磁特性,故将其应用于磁力联轴器中以提高工作气隙中的磁场强度。4.基于Maxwell方程组,利用ANSYS对不同永磁体排列方式的磁力联轴器建立二维分析模型,对其工作气隙磁场进行求解计算。分析研究磁力线、磁场强度以及隔离套中的涡流分布特点；计算不同永磁体排列方式的磁力联轴器的传动转矩值并进行对比分析,结果表明Halbach型磁力联轴器传动转矩较普通排列明显提高；分析不同转角差、隔离套相对磁导率、工作气隙厚度、永磁体厚度和轭铁厚度对传动转矩的影响。5.利用ANSYS对磁力联轴器的涡流场进行瞬态分析,计算不同永磁体排列方式的磁力联轴器中涡流损失功率的大小；分析隔离套的厚度、半径、电阻率、相对磁导率以及磁转子转速对涡流损失功率的影响。 |
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机械设计
