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磁力泵構(gòu)造及原理的介紹 |
| 內(nèi)容發(fā)布:旭日泵業(yè) 發(fā)布時間:2020年7月6日 [打印本頁] [關(guān)閉窗口] |
| 1磁力泵的構(gòu)造及原理 內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與葉輪一起固定不動在泵軸;外磁轉(zhuǎn)子與電機相互連接。在電機的驅(qū)動器下，外磁轉(zhuǎn)子做轉(zhuǎn)動健身運動。因為外磁轉(zhuǎn)子與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子彼此之間的磁相互作用力，促使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子推動葉輪一起轉(zhuǎn)動。 2.Halbach列陣詳細介紹 二十世紀八十年代，英國勞倫斯伯克利國家級實驗室Klaus Halbach專家教授明確提出了一種永磁材料列陣Halbach列陣< 6>。接著的十年里，Halbach列陣被很多科學(xué)研究組織 陸續(xù)運用于粒子加速器，自由電荷激光器設(shè)備，同步輻射設(shè)備，真空設(shè)備，磁懸浮技術(shù)等高能物理行業(yè)< 7>。 根據(jù)當今的生產(chǎn)制造制作工藝，要獲得理想Halbach列陣必須總體環(huán)狀充磁。因為運用目前的技術(shù)性對總體加工工藝還不夠健全，因而在絕大部分的工程項目主要用途中，都選用按段組裝方法的按段式Halbach列陣< 8>。 Halbach列陣促使列陣的內(nèi)部電磁場提升，另外列陣的外界電磁場獲得消弱。同樣，根據(jù)磁場的不一樣排序，能夠獲得外界電磁場提升，內(nèi)部電磁場消弱的列陣。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子選用這類列陣，能夠提升磁性傳動機構(gòu)的磁密磁感應(yīng)強度，從而做到擴大磁傳動機構(gòu)傳送轉(zhuǎn)矩的目地。 3幾何模型的創(chuàng)建及原材料特性 磁極為24極。R1=35毫米，R2=45mm，R3 =55mm，R4=58mm，R5=68mm，R6=78mm.內(nèi)，外軛鐵的導(dǎo)磁率取4000H/m;磁場導(dǎo)磁率取1.1H/m，矯頑力取Hc=870000A/m;氣體的導(dǎo)磁率取1.0 H/m. 4磁場力與轉(zhuǎn)矩的計算方式 4.1磁場基礎(chǔ)方程組麥克斯韋方程組是操縱全部宏觀經(jīng)濟磁現(xiàn)象的一組基礎(chǔ)操縱方程組。由下列4個微分方程構(gòu)成< 9>：D=v E=-B t B=0 H=J D t式中：D為電位移(或稱電通相對密度)，C/m2;v為企業(yè)容積中的正電荷，即正電荷體相對密度;E為場強，V/m;B為磁感應(yīng)強度(或稱磁通密度)，T;H為磁感應(yīng)強度，A/m;J為電流強度，A/m2。 之上4個微分方程也各自稱之為：高斯函數(shù)電通基本定律，法拉第電流的磁效應(yīng)基本定律，高斯函數(shù)磁通量基本定律及其安培環(huán)路基本定律(或稱全電流定律)。
之上的微分方程并不可以獲得明確的解，也有與原材料有關(guān)的本構(gòu)方程(或稱電磁感應(yīng)特性表達式)：D=E B=H在開關(guān)電源之外地區(qū)，有：J=E式中：，和各自為相對介電常數(shù)，F(xiàn)/m，導(dǎo)磁率，H/m，導(dǎo)電率，S/ m. 4.2力與轉(zhuǎn)矩的測算 經(jīng)典電磁感應(yīng)基礎(chǔ)理論出示了麥克斯韋地應(yīng)力法，虛位移法等分析計算方式等< 10>。4.2.1麥克斯韋地應(yīng)力法 歷經(jīng)有限元，根據(jù)早已獲得個模塊的磁感應(yīng)強度和磁感應(yīng)強度，僅有適度選中封閉式斜面，根據(jù)上式就可求出功效在S面所包圍著帶磁體上的協(xié)力及轉(zhuǎn)矩。 4.2.2虛位移法依據(jù)虛功原理，當電磁場動能用磁鏈表明時，處在電磁場中的物件遭受的相互作用力及轉(zhuǎn)矩可由下式測算：fg=- Wm g 140磁力泵Halbach列陣傳動機構(gòu)有限元叢小青王利偉白濱等M=- Wm #式中：Wm為所科學(xué)研究系統(tǒng)軟件的電磁場動能;g為廣義坐標;#為視角座標。 當媒體為線形時有：Wm= 1 2#v HBdv 1 2s HAds 5有限元分析有限元分析全過程為二維暫態(tài)電磁場剖析，運用Ansoft有限元手機軟件來開展模擬計算。麥克斯韋方程組根據(jù)簡單化能夠獲得二維暫態(tài)電磁場的測算方程組：vA=J- A t -v Hc式中：Hc為永磁材料的矯頑力;v為健身運動物件的速率;A為磁矢量素材;J為電流強度。 仿真模擬全過程維持外磁轉(zhuǎn)子固定不動，使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動來測算內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩尺寸。此仿真模擬去除開防護套，只考慮到磁轉(zhuǎn)子的傳動系統(tǒng)效用。而僅有防護套的渦旋損害與旋轉(zhuǎn)速率相關(guān)，因而仿真模擬全過程中內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速率能夠隨意設(shè)置，不容易對轉(zhuǎn)矩的尺寸有影響。這兒，大家設(shè)其轉(zhuǎn)速比為360/s.暫態(tài)測算總時間為1s，每0.001s做一次求出。對里，外軛鐵釋放磁通量平衡條件。
5仿真模擬結(jié)果及剖析 各自對傳統(tǒng)式列陣，密不可分列陣和Halbach列陣開展數(shù)值計算方法，選用Ansoft商業(yè)手機軟件的二維暫態(tài)剖析控制模塊。5.1傳統(tǒng)式列陣 傳統(tǒng)式列陣內(nèi)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)變趨勢圖，取其一個轉(zhuǎn)變周期時間。針對傳統(tǒng)式列陣，一個轉(zhuǎn)變周期時間的拐角為30.從轉(zhuǎn)矩圖能夠看得出第一個較大 轉(zhuǎn)矩絕對值為T=4380Nm/m，其拐角為7.5(即具體工作上內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的拐角差為7.5)。針對磁性旋轉(zhuǎn)組織 的具體工作情況，取磁塊徑向長短L=40mm，則具體傳動系統(tǒng)較大 轉(zhuǎn)矩值 Tmax=TL=175.2Nm. 5.2密不可分列陣 取一個轉(zhuǎn)變周期時間。一個轉(zhuǎn)變周期時間的拐角為60.第一個較大 轉(zhuǎn)矩絕對值處的位移角為15，轉(zhuǎn)矩數(shù)值4720Nm/m，針對磁性旋轉(zhuǎn)組織 的具體工作情況，取磁塊長短為40mm，則具體傳動系統(tǒng)較大 轉(zhuǎn)矩數(shù)值188.8Nm.圖8密不可分列陣轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變曲線圖(取一個周期時間) 5.3Halbach列陣(每極4段) 一個轉(zhuǎn)變周期時間的拐角為60.第一個較大 轉(zhuǎn)矩絕對值出現(xiàn)在拐角差為15處，轉(zhuǎn)矩數(shù)值5400Nm/m，取磁塊長短為40 mm，則具體工作中的較大 轉(zhuǎn)矩為216Nm.Halbach列陣(每極4段)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變曲線圖(取一個周期時間) 5.4分析 現(xiàn)階段，磁力泵傳動機構(gòu)關(guān)鍵應(yīng)用傳統(tǒng)式列陣和密不可分列陣。從仿真模擬結(jié)果看來密不可分列陣與傳統(tǒng)式列陣對比，密不可分列陣僅有約7.8%的提高，而Halbach列陣能提升約23.3%.因而，Halb ach列陣對提升磁場使用率擁有十分關(guān)鍵的功效。促使高轉(zhuǎn)矩磁力泵的設(shè)計方案也變成將會。 另外，Halbach列陣具備磁屏蔽功效。外磁轉(zhuǎn)子在空氣中磁通量線合閉在磁列陣內(nèi)部。因而，應(yīng)用Halb ach列陣的傳動機構(gòu)能夠減少軛鐵的薄厚，乃至能夠撤銷軛鐵。針對撤銷軛鐵的傳動機構(gòu)，其慣性力矩減少，傳動機構(gòu)的起動特性將獲得提高。  6結(jié)束語 (1)根據(jù)有限元分析，剖析傳統(tǒng)式列陣，密不可分列陣，Halbach列陣的較大 轉(zhuǎn)矩值，得到密不可分列陣與傳統(tǒng)式列陣對比提升約7.8%，Halbach列陣與傳統(tǒng)式列陣對比提升約23.3%. (2)Halbach列陣具備磁屏蔽功效，應(yīng)用Halbach列陣能夠減少軛鐵的薄厚，進而提升傳動機構(gòu)的起動特性。 (3)文中未考慮到防護套對轉(zhuǎn)矩的危害。具體工作上，金屬材料防護套在交替變化的電磁場中會造成渦旋損害。因而，將來必須針對金屬材料防護套的渦旋損害開展深層次的科學(xué)研究。  |
| 磁力泵構(gòu)造及原理的介紹 http://yufangqing.cn/NewsShow_74.html |
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