本文關(guān)鍵詞：用于海洋能發(fā)電的磁性齒輪設(shè)計與性能分析

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【摘要】：近年來,隨著傳統(tǒng)化石能源的不斷被消耗,開發(fā)與利用可再生能源已經(jīng)成為當今社會發(fā)展的迫切需要。海洋能作為一種清潔的可再生能源,利用其發(fā)電可以減少對環(huán)境的污染。本文主要研究用于海洋能發(fā)電的磁性齒輪,這是一種利用磁場的耦合來傳遞轉(zhuǎn)矩(或推力)以及轉(zhuǎn)速(或速度)的新型傳動裝置,本文將通過理論分析和軟件仿真對磁性齒輪裝置進行設(shè)計與優(yōu)化。第一,從解析法角度出發(fā),根據(jù)磁性齒輪三個不同組件之間相對運動的不同得到這一結(jié)構(gòu)運行的四種方式,并分析其各自對應的傳動比；介紹磁性齒輪二維有限元計算方法,基于這些理論基礎(chǔ)在ANSOFT MAXWELL平臺下建立旋轉(zhuǎn)磁性齒輪模型并對其進行剖分。第二,采用ANSOFT對旋轉(zhuǎn)磁性齒輪進行建模,對比有無調(diào)磁環(huán)兩種不同結(jié)構(gòu),采用傅里葉分析方法研究內(nèi)外氣隙的磁場分布情況,以此方式著重研究調(diào)磁環(huán)調(diào)磁鐵心對于磁場調(diào)制的作用,使用靜態(tài)場與瞬態(tài)場兩種計算方式對這一結(jié)構(gòu)磁性齒輪的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性進行分析,分析采用瞬態(tài)場計算這一靜態(tài)特性結(jié)果是否具有可信性。第三,在旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,將其類比至直線式結(jié)構(gòu),參考旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)以及參數(shù)變化對靜態(tài)特性的影響趨勢,相應對直線式結(jié)構(gòu)參數(shù)中調(diào)磁環(huán)鐵心高度及徑向厚度、內(nèi)外永磁體的厚度以及氣隙寬度等參數(shù)進行計算分析,依據(jù)高低速動子的最大靜態(tài)推力、損耗以及經(jīng)濟效益等指標確定出最優(yōu)的設(shè)計方案,其中包括永磁體的尺寸、內(nèi)外鐵心尺寸、調(diào)磁環(huán)尺寸、內(nèi)外氣隙等。最后,給出完整設(shè)計方案,并對其相關(guān)特性進行分析,指出本文研究中存在的不足以及后續(xù)需要繼續(xù)展開工作的方向。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)磁性齒輪 直線磁性齒輪 氣隙磁場調(diào)制 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41;TM612
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.1.1 海流能與波浪能特點與概況8
• 1.1.2 新型磁性齒輪簡介與優(yōu)點8-9
• 1.2 國內(nèi)外磁性齒輪傳動研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 磁性齒輪概念的產(chǎn)生9-10
• 1.2.2 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)磁性齒輪傳動研究10-14
• 1.2.3 新型結(jié)構(gòu)磁性齒輪傳動研究14-16
• 1.3 磁性齒輪在海洋能發(fā)電中的應用16-18
• 1.3.1 磁性齒輪在海流能發(fā)電中的應用16-17
• 1.3.2 磁性齒輪在波浪能發(fā)電中的應用17-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 磁性齒輪工作原理的基本理論20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 磁場調(diào)制式磁性齒輪的工作原理20-25
• 2.2.1 磁場解析表達式20-22
• 2.2.2 傳動原理理論推導22-25
• 2.3 磁性齒輪二維有限元計算方法分析25-28
• 2.3.1 有限元方法簡述25-26
• 2.3.2 磁性齒輪的二維有限元分析方法26-28
• 2.4 有限元分析軟件ANSOFT MAXWELL介紹28-29
• 2.5 磁性齒輪二維有限元模型建立29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 旋轉(zhuǎn)磁性齒輪結(jié)構(gòu)建模與有限元分析計算32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 調(diào)磁環(huán)導磁鐵心磁場調(diào)制作用二維有限元分析32-41
• 3.2.1 無調(diào)磁環(huán)結(jié)構(gòu)時的靜態(tài)磁場分析32-37
• 3.2.2 有調(diào)磁環(huán)結(jié)構(gòu)時的靜態(tài)磁場分析37-41
• 3.3 旋轉(zhuǎn)磁性齒輪二維有限元磁場靜態(tài)分析41-46
• 3.4 旋轉(zhuǎn)磁性齒輪靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性研究46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 直線磁性齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化分析50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 直線磁性齒輪結(jié)構(gòu)與原設(shè)計參數(shù)50-51
• 4.3 直線磁性齒輪二維有限元磁場靜態(tài)分析51-56
• 4.3.1 直線磁性齒輪靜態(tài)推力特性分析52-54
• 4.3.2 直線磁性齒輪氣隙徑向磁場分析54-56
• 4.4 直線磁性齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化計算分析56-63
• 4.4.1 調(diào)磁環(huán)鐵心軸向高度影響的計算分析57-58
• 4.4.2 內(nèi)、外電樞鐵心徑向?qū)挾扔绊懙挠嬎惴治?/span>58-60
• 4.4.3 調(diào)磁環(huán)鐵心徑向?qū)挾扔绊懙挠嬎惴治?/span>60
• 4.4.4 內(nèi)、外電樞永磁體徑向?qū)挾扔绊懙挠嬎惴治?/span>60-62
• 4.4.5 內(nèi)、外氣隙徑向?qū)挾扔绊懙挠嬎惴治?/span>62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-66
• 第五章 直線磁性齒輪樣機優(yōu)化結(jié)構(gòu)與結(jié)果分析66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 直線磁性齒輪樣機結(jié)構(gòu)與參數(shù)66-67
• 5.3 直線磁性齒輪樣機特性仿真分析67-70
• 5.3.1 樣機模型靜態(tài)推力特性67-68
• 5.3.2 樣機模型穩(wěn)態(tài)推力特性68-69
• 5.3.3 樣機模型磁場特性分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及成果80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程國明;鄭耘;;對齒輪材料的研究[J];消費導刊;2010年08期

2 М.П.НОВИКОВ ,程┌，

本文編號：669013