磁耦合雙向驅(qū)動控制器的研究

發(fā)布時間：2020-03-20 18:19

【摘要】：磁耦合雙向驅(qū)動控制器是采用磁驅(qū)動技術(shù)與不同的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)相結(jié)合、實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動型式組合的一種全新理念的傳動部件，不僅可以實(shí)現(xiàn)無泄漏、全密封，而且更加注重運(yùn)動型式的轉(zhuǎn)化和運(yùn)動狀態(tài)的控制。與傳統(tǒng)的磁力驅(qū)動器相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。在流體機(jī)械、流體系統(tǒng)、精密機(jī)械等領(lǐng)域已經(jīng)有許多成功的應(yīng)用，同時起到了簡化機(jī)構(gòu)、提高可靠性、實(shí)現(xiàn)無接觸動力傳遞和多種運(yùn)動型式轉(zhuǎn)換的作用。本文采用ANSYS有限元分析軟件，對磁耦合雙向驅(qū)動控制器的磁場建立2D、3D模型，并基于2D、3D模型，首次對耦合磁場的內(nèi)部微觀特性進(jìn)行深入研究。揭示了耦合磁場內(nèi)部特性，既豐富和發(fā)展了關(guān)于耦合磁場特性的描述，同時又為耦合磁場的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用指明了方向。特別是基于3D模型，首次對耦合磁場動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)進(jìn)行深入研究，既具有重要的理論意義，又具有工程實(shí)踐的指導(dǎo)意義。本文在總結(jié)和綜述國內(nèi)外文獻(xiàn)關(guān)于磁力驅(qū)動器原理以及應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，采用理論分析、數(shù)值求解和實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合的方法，對磁耦合雙向驅(qū)動控制器磁場特性進(jìn)行了全面、系統(tǒng)、深入的研究。基于ANSYS軟件，對磁耦合雙向驅(qū)動控制器磁場采用矢勢法和標(biāo)矢法建立2D、3D模型，創(chuàng)建物理環(huán)境，劃分網(wǎng)格、賦予特性，加邊界條件和載荷，對其場值進(jìn)行求解計算，并對其磁場動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)以及特性進(jìn)行分析研究。分析比較了基于2D、3D模型的數(shù)值計算結(jié)果，，首次得出3D模型修正后的轉(zhuǎn)矩值比2D模型分析計算所得值約小16.5％。通過對轉(zhuǎn)矩密度的分析研究，首次得出：轉(zhuǎn)矩密度從端面向高度延伸增大，延伸到內(nèi)部10mm后，基本為常數(shù)。這一結(jié)論可有效地指導(dǎo)實(shí)際工程應(yīng)用中對耦合磁場的優(yōu)化設(shè)計。通過分析研究磁場磁標(biāo)勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量及磁感應(yīng)強(qiáng)度絕對值的空間分
【圖文】：

模型,永磁體