[发明专利]一种大功率永磁磁力耦合器状态预测方法

摘要

本发明一种大功率永磁磁力耦合器状态预测方法属于永磁耦合技术领域，涉及一种大功率永磁磁力耦合器状态预测方法。该方法首先充分考虑了输出电流、温度、磁感应强度、输入转矩及输出转矩多种参量，通过建立大功率永磁磁力耦合器的等效装配结构，进而搭建大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统。根据大功率永磁磁力耦合器的额定功率及额定转速，计算对应配套电机、配套磁粉制动器、转矩传感器的选取范围。大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统运行稳定后，测得大功率永磁磁力耦合器状态的多种表征参数；最后根据判断条件，得到大功率永磁磁力耦合器的状态预测结果。该方法在工程应用中具有较好的实用性，操作方便，计算简单。

主权项

1.一种大功率永磁磁力耦合器状态预测方法，其特征是，该方法充分考虑了大功率永磁磁力耦合器的输出电流、温度、磁感应强度、输入转矩及输出转矩多种参量，通过建立大功率永磁磁力耦合器的等效装配结构，进而搭建大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统，保证了大功率永磁磁力耦合器状态预测的正确性；根据大功率永磁磁力耦合器的额定功率及额定转速，计算对应配套电机、配套磁粉制动器、转矩传感器的选取范围；采用多个不同联轴器和多个不同螺钉的联接方式完成大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统的搭建工作；当大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统运行稳定之后，测得大功率永磁磁力耦合器状态的多种表征参数；最后，根据判断条件得到大功率永磁磁力耦合器的状态预测结果；预测方法的具体步骤如下：第一步、确定大功率永磁磁力耦合器的等效装配结构首先确定大功率永磁磁力耦合器的关键结构尺寸：导体输入盘内径尺寸为r₁、外径尺寸为r₂，永磁体输出盘内径尺寸为rp₁、外径尺寸为rp₂；构建等效导体输入盘(1),其内径尺寸为r₁、外径尺寸为1.2r₂，构建等效永磁体输出盘(2),其内径尺寸为rp₁、外径尺寸为1.2rp₂；通过上输入螺钉(12)将等效导体输入盘(1)和输入轴承座(13)固定在输入盘底座(11)上，用上输出螺钉(3)将等效永磁体输出盘(2)和输出轴承座(14)固定在输出盘底座(4)上；这样就建立了大功率永磁磁力耦合器的等效装配结构；第二步、搭建大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统根据大功率永磁磁力耦合器的额定功率P，计算出配套电机(18)的额定功率P_d的选取范围为：P_d＝P:1.5P    (1)进一步得到配套电机(18)的输出转矩T_d为：T_d＝9549P_d/n_d    (2)式(2)中n_d为配套电机的额定转速；由配套电机(18)的输出转矩T_d，计算出输入转矩传感器(22)的最大量程T_imax为：T_imax＝1.3T_d    (3)进一步得到输出转矩传感器(25)的最大量程T_omax为：T_omax＝1.3T_d    (4)根据大功率永磁磁力耦合器的额定功率P，计算出配套磁粉制动器(27)的额定功率P_c的选取范围为：P_c＝0.8P:1.3P    (5)通过输入联轴器(23)将等效导体输入盘(1)和输入转矩传感器(22)联接，采用下输入螺钉(10)将输入盘底座(11)固定在专用平台(35)上，通过上输入转矩螺钉(34)将输入转矩传感器(22)与输入转矩底座(33)联接；用下输入转矩螺钉(32)将输入转矩底座(33)固定在专用平台(35)上；通过配套电机联轴器(21)将输入转矩传感器(22)与配套电机(18)联接；采用上电机螺钉(17)将配套电机(18)固定在电机底座(15)上，采用下电机螺钉(16)将电机底座(15)固定在专用平台(35)上；输入转矩传感器(22)测得的输入转矩T_i传送至配套控制柜(19),配套电机(18)将输出电流I_o传送至配套控制柜(19)；采用下输出螺钉(5)将输出盘底座(4)固定在滑移台座(28)上，通过左滑台螺钉(7)将滑移台座(28)和右滑台螺钉(30)固定在专用平台(35)上；通过输出联轴器(24)将等效永磁体输出盘(2)和输出转矩传感器(25)联接，通过上输出转矩螺钉(31)将输出转矩传感器(25)与滑移台座(28)联接；通过磁粉联轴器(26)将输出转矩传感器(25)与配套磁粉制动器(27)联接，并采用磁粉螺钉(29)将配套磁粉制动器(27)固定在滑移台座(28)上，输出转矩传感器(25)将测得的输出转矩T_o传送至配套控制柜(19)；将微型霍尔温度测头(6)伸入到等效导体输入盘(1)与等效永磁体输出盘(2)之间，并将微型霍尔温度测头(6)固定在测头支架(8)上，采用支架螺钉(9)将测头支架(8)固定在专用平台(35)上，微型霍尔温度测头(6)将测得的温度t和磁感应强度B传送至配套上位机(20)；至此，大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统的搭建工作全部完成；第三步、测得大功率永磁磁力耦合器状态的多种表征参数通过滑移台座(28)的调节旋钮调整等效永磁体输出盘(2)与等效导体输入盘(1)的间隙为L_g，调整完毕之后，配套控制柜(19)发出指令控制配套电机(18)旋转，配套电机(18)带动配套电机联轴器(21)、输入转矩传感器(22)、输入联轴器(23)和等效导体输入盘(1)同步旋转；等效导体输入盘(1)旋转过程中切割等效永磁体输出盘(2)产生的磁场，从而促使等效永磁体输出盘(2)同方向旋转，此时等效导体输入盘(1)与等效永磁体输出盘(2)存在转速差；等效永磁体输出盘(2)带动输出联轴器(24)、输出转矩传感器(25)、磁粉联轴器(26)和配套磁粉制动器(27)同步旋转，实现大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统的运行；大功率永磁磁力耦合器状态预测试验系统运行之后，会在30秒内趋于稳定，连续监测72小时，配套电机(18)每隔6小时发出输出电流I_o到配套控制柜(19)，共计12次；第1次输出电流记为I_o1，第2次输出电流记为I_o2，依次类推，第12次输出电流记为I_o12，从而计算出大功率永磁磁力耦合器的表征输出电流I_om为：I_om＝∑(I_o1+I_o2+L+I_o12)/12    (6)微型霍尔温度测头(6)每隔6小时将测得的温度t和磁感应强度B传送至配套上位机(20)，上位机(20)将测得的温度t和磁感应强度B经过数据之后传送至配套控制柜(19)，共计传送12次；第1次温度记为t₁、磁感应强度记为B₁，第2次温度记为t₂、磁感应强度记为B₂，依次类推，第12次温度记为t₁₂、磁感应强度记为B₁₂；从而计算出大功率永磁磁力耦合器的表征温度t_m和表征磁感应强度B_m为：输入转矩传感器(22)每隔6小时将测得的输入转矩T_i传送至配套控制柜(19)，共计12次；第1次输入转矩记为T_i1，第2次输入转矩记为T_i2，依次类推，第12次输入转矩记为T_i12；从而计算出大功率永磁磁力耦合器的表征输入转矩T_im为：T_im＝∑(T_i1+T_i2+L+T_i12)/12    (8)输出转矩传感器(25)每隔6小时将测得的输出转矩T_o传送至配套控制柜(19)，共计12次；第1次输出转矩记为T_o1，第2次输出转矩记为T_o2，依次类推，第12次输出转矩记为T_o12；从而计算出大功率永磁磁力耦合器的表征输出转矩T_om为：T_om＝∑(T_o1+T_o2+L+T_o12)/12    (9)第四步、得到大功率永磁磁力耦合器的状态预测结果实际工程电网的最大承受电流为I_max，永磁体不退磁的最高温度为t_max，永磁体的剩磁为B_r；若大功率永磁磁力耦合器各个状态表征参数满足如下关系：则大功率永磁磁力耦合器状态预测结果为合格；若不满足上述关系，则为不合格。