磁力傳動器力矩的計算方法
磁力驅動主要應計算驅動力矩的大小,借以判斷所設計的磁力驅動器是否能夠滿足工程應用的要求。
在磁力驅動器中,磁扭矩(即驅動力矩)的計算方法有等效磁荷法、馬克斯威應力法、靜磁能理論力矩求解法、氣隙數值法、力矩有限元計算法等等。力矩的計算方法較多,計算也比較復雜,現僅就工程上常用的高斯定理求解法介紹如下。
圖2 圓筒型磁路組合結構
這種方法是采用高斯定理和永磁材料的B-H曲線而求解磁力矩的。通常是將計算式編成程序,在計算機上對各種磁路模型進行反復運算,改變已知參數進行優化設計的一種工程上較為實用的方法,其力矩T的表達式為
式中K-----------磁路系數,通過圖解法求得
不同的磁路,系數不同,對于組合拉推磁路,K=4~6.4
M----------磁化強度,,[T],Bm,Hm為工作點的磁感應強度與磁場強度[T]
H----------外磁路在內磁體處產生的磁場強度[T]
N1---------極面形狀的經驗系數,扇形極面N=1.05,長方形、正方形極面N=1.24
tg----------工作氣隙[m]
to----------磁極平均弧長,即(內磁極外弧+外磁極內弧)[m]
經試驗得到:
當時力矩達到最大值,也就是說在時,即內外磁體的位移為磁體在移動方向的寬度的一半時,力矩達到最大值,此時軸向力趨于零。
在工程設計中,T值計算得到后,還應根據實用功率以及實際應用狀態的不同,進行功率匹配計算或修正處理。
公式中參量關系如圖3所示。
圖3 磁極尺寸圖