磁力传动器力矩的计算方法

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       磁力驱动主要应计算驱动力矩的大小,借以判断所设计的磁力驱动器是否能够满足工程应用的要求。

      在磁力驱动器中,磁扭矩(即驱动力矩)的计算方法有等效磁荷法、马克斯威应力法、静磁能理论力矩求解法、气隙数值法、力矩有限元计算法等等。力矩的计算方法较多,计算也比较复杂,现仅就工程上常用的高斯定理求解法介绍如下。

图2 圆筒型磁路组合结构

圆筒型磁路组合结构

      这种方法是采用高斯定理和永磁材料的B-H曲线而求解磁力矩的。通常是将计算式编成程序,在计算机上对各种磁路模型进行反复运算,改变已知参数进行优化设计的一种工程上较为实用的方法,其力矩T的表达式为

      式中K-----------磁路系数,通过图解法求得

    不同的磁路,系数不同,对于组合拉推磁路,K=4~6.4

M----------磁化强度,,[T],Bm,Hm为工作点的磁感应强度与磁场强度[T]

H----------外磁路在内磁体处产生的磁场强度[T]

N1---------极面形状的经验系数,扇形极面N=1.05,长方形、正方形极面N=1.24

tg----------工作气隙[m]

to----------磁极平均弧长,即(内磁极外弧+外磁极内弧)[m]

经试验得到:

      当时力矩达到最大值,也就是说在时,即内外磁体的位移为磁体在移动方向的宽度的一半时,力矩达到最大值,此时轴向力趋于零。

在工程设计中,T值计算得到后,还应根据实用功率以及实际应用状态的不同,进行功率匹配计算或修正处理。

公式中参量关系如图3所示。

图3  磁极尺寸图

磁极尺寸图

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