永磁耦合器会发热不

电磁耦合器损坏原因
电磁耦合器损坏的原因有以下几种：
1. 过载或过热：长时间使用或负载过重可能导致电磁耦合器的磁线圈过热，进而损坏。

2. 湿气和污染物：如果电磁耦合器暴露在潮湿或有污染物的环境中，电磁线圈可能会受到腐蚀或断路，导致损坏。

3. 电压波动：电磁耦合器的正常运行需要恒定的电压供应，如果电压波动较大，可能会损坏电磁线圈。

4. 长期使用磨损：长时间使用或频繁启停可能会导致电磁耦合器的磁力减弱，失去正常的传动能力。

5. 安装不当或使用不当：不正确的安装或不正确的使用可能导致电磁耦合器受到损坏，如过度扭力、振动等。

以上是电磁耦合器损坏的一些常见原因，具体还需要根据实际情况进行分析。

2020.№3大电机技术1高速永磁电机的设计与磁热耦合温升计算郭恩睿1，张凤阁1，戴睿1，王惠军2（1.沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870；2.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191）[摘要]高速永磁电机转速高、体积小，因此其温升计算相较于常规电机更为重要。

针对此问题，设计一台150kW的高速永磁电机，以有限元法和解析法对高速电机的各部分损耗进行计算。

建立电机的温升分析模型，在有限元流体场进行电机三维温升计算、应用磁热耦合的分析方法对所设计电机进行温升分析，分别进行单向和双向的耦合温升计算，计算结果表明耦合温升计算与流体场温升计算所得的温升分布存在一定差异。

相较于常规温升计算，磁热耦合温升计算可以更为准确地得到高速永磁电机的各部分的温升情况，保证电机更为安全可靠地运行。

[关键词]高速永磁电机；电磁设计；损耗计算；磁热耦合；温升计算[中图分类号]TM351[文献标志码]A[文章编号]1000-3983(2020)03-0001-06[开放科学（资源服务）标识码]Design and Magnetic-thermal Coupling Temperature Rise Analysis ofHigh-speed Permanent Magnet MotorGUO Enrui1,ZHANG Fengge1,DAI Rui1,WANG Huijun2(1.School of Electrical Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang110870,China;2.School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering,Beihang University,Beijing100191,China)Abstract:High-speed permanent magnet motor has high speed and small volume,so its temperaturerise calculation is more important than that of conventional motor.To solve this problem,a150kWhigh-speed permanent magnet motor was designed,and the loss of each part of the high-speed motorwere calculated by finite element method and analytical method.With the temperature risecomputational model established,calculation of the motor was performed in the finite element fluidfield,and the temperature rise analysis of the designed motor was carried out using the magneto-thermalcoupling analysis method.The one-way and two-way coupled temperature rise calculation were carriedout respectively.The calculation results show that the temperature rise distribution calculated by thecoupling temperature rise calculation is different from that calculated by the fluid field temperature risepared with the conventional temperature rise calculation,the magneto-thermal couplingtemperature rise calculation can more accurately get the temperature rise of each part of the high-speedpermanent magnet motor,and ensure the safe and reliable operation of the motor.Key words:high-speed permanent magnet motor;electromagnetic design;loss calculation;magneto-thermal coupling;temperature rise calculation0前言高速电机具有功率密度大、响应快的特点，且能够做到与高速运转设备直接相连，省去了传统的机械基金项目：国家自然科学基金重点国际合作项目(51920105011)变速箱等中间传动机构，既可以降低机械噪声，还可以省去中间的能量消耗进而提升系统的效率[1-4]。

永磁耦合器找正方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对永磁耦合器的基本定义和工作原理进行介绍。

可以起到引入读者对该主题的认识和了解的作用。

示例：永磁耦合器是一种常用的磁耦合器，其基本原理是通过永磁体在两个磁力的作用下实现动力传递。

与传统的机械耦合方式相比，永磁耦合器具有无接触传递、无摩擦、无磨损的特点。

它通过利用永磁体之间的磁力相互吸引或排斥的作用，实现了高效的动力传递。

在许多工业领域中，永磁耦合器被广泛应用于带有恶劣工作环境、高转矩传递、高效率要求的场景中。

永磁耦合器的设计和应用具有重要的工程意义。

如何准确找正永磁耦合器的工作状态是其中关键的问题之一。

即使在生产制造过程中，由于工艺、装配等因素，永磁耦合器的磁极位置可能会产生偏差，导致性能下降或无法正常工作。

因此，本文以探讨永磁耦合器找正方法为主题，旨在帮助读者了解永磁耦合器的设计原理，掌握正确的找正方法，以提高永磁耦合器的工作效率和可靠性。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来探讨永磁耦合器找正方法的问题。

首先，在引言部分将概述永磁耦合器的基本原理和作用，并介绍本文的目的。

通过对问题的整体把握，读者将能够更好地理解后续的正文内容。

接着，正文部分将包括三个要点。

其中，第一个要点将重点讨论永磁耦合器找正方法的理论基础和背景知识。

我们将介绍相关的模型和算法，以及它们在实际应用中的限制和局限性。

通过对这些内容的深入分析，读者将能够更好地理解永磁耦合器找正方法的原理和优缺点。

在第二个要点中，我们将详细介绍目前常用的永磁耦合器找正方法。

我们将探讨各种方法的原理、步骤和适用范围，并对它们的优劣进行比较和评估。

通过对这些方法的分析和比较，读者将能够更好地选择适合自己应用场景的找正方法，并了解如何正确使用它们。

最后，在第三个要点中，我们将总结前文所述，并对永磁耦合器找正方法的未来发展进行展望。

我们将探讨可能的改进和创新方向，以及可能面临的挑战和难题。

磁力泵工作原理磁力泵是一种无轴封、无泄漏的离心泵，其工作原理基于磁力耦合技术。

磁力泵由机电、磁力耦合器、泵体和叶轮组成。

其主要工作原理如下：1. 机电驱动：磁力泵的机电通过旋转产生动力，将能量传递给磁力耦合器。

2. 磁力耦合器：磁力耦合器由外磁铁和内磁铁组成。

外磁铁连接到机电轴上，内磁铁连接到泵轴上。

当机电轴旋转时，外磁铁的磁场会通过泵体中的隔离壁传递给内磁铁，从而实现无接触的能量传递。

3. 泵体和叶轮：泵体是磁力泵的主体部份，通常由不锈钢等材料制成。

泵体内部有一个叶轮，叶轮通过磁力耦合器与机电轴相连。

当机电轴旋转时，磁力耦合器的磁场会驱动叶轮旋转。

4. 磁力传递：磁力耦合器通过磁力传递将机电轴的动力传递给泵轴，使叶轮在泵体内旋转。

由于磁力耦合器的存在，泵体和叶轮与外界彻底隔离，避免了泄漏的风险。

5. 吸入和排出：当叶轮旋转时，泵体内的液体被吸入叶轮中心，然后被离心力推向泵体的出口。

这样，磁力泵就能够将液体从低压区域输送到高压区域，实现流体的输送功能。

磁力泵的工作原理使其具有以下优点：1. 无泄漏：由于磁力泵没有轴封，液体无法通过泵体进入外界，从而避免了泄漏的风险。

这使得磁力泵非常适合于处理有毒、腐蚀、易燃和易爆等危（wei）险介质。

2. 无接触：磁力泵通过磁力耦合器实现能量传递，泵体和叶轮与外界彻底隔离，无需轴封。

这种无接触的设计减少了泵的磨损和维护成本。

3. 节能环保：磁力泵的无泄漏设计减少了能源的浪费，同时也减少了对环境的污染。

此外，磁力泵通常采用高效机电，具有较低的能耗。

4. 高可靠性：磁力泵的无轴封设计减少了泵的故障点，提高了泵的可靠性和使用寿命。

同时，由于泵体和叶轮之间没有接触，磁力泵能够处理高温、高粘度和含固体颗粒的介质。

需要注意的是，磁力泵也有一些限制和注意事项：1. 温度限制：磁力泵的磁力耦合器通常由永磁材料制成，对温度敏感。

因此，在使用磁力泵时，需要注意介质的温度是否在磁力耦合器的工作温度范围内。

电厂永磁耦合器发热问题解决了！新余集团某公司2500kW涡流永磁耦合器使用现场，因其涡流永磁耦合器发热问题，还需配备5台大功率风机吹风散热！详见下面现场：新余集团某公司2500kW涡流永磁耦合器现场图新余集团某公司2500kW涡流永磁耦合器现场视频江苏磁谷自主研发生产的同步永磁耦合器没有转差发热损耗，其在新余钢铁使用时更不需要风机吹风散热！详见下面现场：江苏磁谷2500kW同步永磁耦合器现场视频改造前原先使用调速型液偶缓慢起动，然后全速运行，存在渗油漏油、运行发热损耗，维护量大的问题。

改造措施：1、使用同步永磁耦合保护器（型号TYLX16A）替换原调速型液偶；2、加装水电阻柜用作电机软起动用。

改造后1、提高了系统运行效率，100%传递效率，无损耗，无发热；2、彻底避免了原工况渗油漏油、维护量大的问题，免维护；3、提供了电机、风机柔性传动保护，避免设备的振动和冲击载荷导致设备损坏等问题，进一步减少维护量。

与电机柔性起动装置结合使用，仍然可以完美实现大惯量负载的软起动和隔振、柔性保护运行！冲击是造成系统设备损坏主要原因之一，冲击伴随动力传动全过程，尤其在负载起动阶段。

最传统办法是在传动链加转差限矩类偶合器（比如液偶、涡流永磁），但为此在整个运行过程必须付出转差发热损耗。

据统计，每年由转差造成的电能损耗相当2021年三峡发电总量！其中为缓解冲击而采用的转差类偶合器耗能占比2021年三峡发电总量46%！在当下双碳形势下，非常有必要选用冲击无损坏、运行不耗能的柔性联轴器！由此产生的经济效益十分可观！以原使用涡流永磁耦合器对比估算（按315kW电机估算）：下面我们具体分析筒式同步全永磁耦合器与涡流永磁耦合器优劣势：永磁耦合器专项对比1—组成及原理筒式同步永磁耦合器筒式同步永磁耦合器：在主从动转子上分别嵌入永磁体，利用永磁体相吸相斥的作用力实现动力传递，是一种具有保护功能的新型联轴器。

涡流永磁耦合器涡流永磁耦合器：利用铜导体切割磁力线产生感应电流，利用感应磁场与永磁体磁场相互作用传递转矩。

磁力耦合器在皮带运输机上的应用分析磁力耦合器在欧美地区已得到了广泛应用，相比较其他的传动方式，其性能优势非常明显。

以带式输送机来说，相比较液力耦合器，磁力耦合器在满载启动、启动平稳、过载保护、保护输送带及延长输送带寿命与降低维护保养费用方面，都有明显的优势。

本文从结构、工作原理，结合实际的性能表现数据等对对两者进行了比较分析，并通过具体的应用实例来说明磁力耦合器的优势所在。

一、磁力耦合器的结构与性能特点1、磁力耦合器的结构磁力耦合器主要由两部分组成：一部分是连接在电机轴端的特殊材料的导体；另一部分是连接在负载端的永磁体。

在运行过程中，这两个部分的相对运动产生了一个磁场，在盘状导体中产生涡流。

涡流产生的磁场和磁体相互吸引，从而使转子和导体两个部件通过空气间隙传递力矩。

2、磁力耦合器的性能特点与液力耦合器及其他传动设备相比，磁力耦合器结构紧凑，安装无须其它的附属设备。

由于是通过空气间隙传递扭矩，两部件之间没有任何接触，所以无磨损部件，并能减少80%的振动；最大限度的允许偏心；无须润滑；能提供指定的启动方式；容许脉动载荷；能实现软启动、加载启动；过载保护，并且对电机、负载、耦合器没有损害。

磁力耦合器可以使用在任何离心负载的应用中，能够使用在高达6000马力的负载上。

因为负载速度改变的同时，电机一直以它额定转速运行，电机发热不再是问题。

而且因为这是机械装置，它不会引起谐波干扰。

滤波器、变压器以及冷却系统都不需要。

在磁力耦合器中，导体盘与磁体盘之间存在滑差，这种滑差会使速度大约比全速时损失1%-2%。

3、磁力耦合器的优点限矩形磁力耦合器的主要优点有：超负荷扭矩保护；自动重启；柔性启动/停止；降低使用的总成本；允许一定的轴心偏离；减小电机与负载之间的震动；延长密封件与轴承的寿命；安装简便；高效的扭矩传输；允许震动装载；免维护。

二、磁力耦合器性能优势为了更直观得看到磁力耦合器的优势所在，现将磁力耦合器与液力耦合器及其它类型的传动方式就性能、能效等进行了列表比较，分别见表1、表2。

基于Workbench的盘式磁力耦合器的温度场分析SHI Feng;SHAO Wanzhen【摘要】利用Ansys Workbench软件对盘式磁力耦合器进行三维建模和温度场有限元分析,结果表明:当气隙长度为5 mm,转差在300 r/min的工况下永磁体的最高温度达到232℃.在气隙长度不小于17 mm,转差在300 r/min以内的工况下盘式磁力耦合器的工作温度在100℃以下,其工作性能稳定,不会发生退磁现象.【期刊名称】《大连交通大学学报》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】盘式磁力耦合器;温度场分析;AnsysWorkbench【作者】SHI Feng;SHAO Wanzhen【作者单位】;【正文语种】中文目前，我国的电力能源50%以上消耗在了电机的使用上，其中泵类和风机类负载达到电机消耗能源的30%，使用挡板和阀门的方法进行流量调节导致大马拉小车的现象，造成了大量的能源浪费，以调速的方式调节电机工作机的转速是一种节能的方式，为了解决此问题出现的变频调速器达到了很好的节能效果，但是因电流型变频器输出的电流波形和电压型变频器输出的电压波形均为非正弦波形而产生的高次谐波，对电动机和供电电源会产生种种不良影响，出现故障之后维修难度也比较大[1] .盘式磁力耦合器是一种新型的调速装置，具有结构简单可靠、没有谐波污染、故障率低、可以容忍对心误差、减小并隔离振动等优点，被越来越广泛的应用到风机和泵类负载上.由于永磁材料在高温下发生的退磁现象会严重影响盘式磁力耦合器的工作性能，所以研究盘式磁力耦合器在不同工况下的温升是十分必要的.本文将对盘式磁力耦合器的温度场进行有限元分析.1 机械结构与工作原理1.1 机械结构盘式磁力耦合器的结构如图1所示，主要由导体盘、气隙和永磁转子三部分组成，通过调节气隙的大小，可以输出不同的扭矩和转速.图1 盘式磁力耦合器的结构简图1.2 工作原理盘式磁力耦合器的工作原理为法拉第电磁感应定律，导体盘在永磁体产生的磁场中旋转切割磁感线，在导体盘中产生涡流，由于永磁体的布置方式为NS级交替的形式，涡流产生的感应磁场与原磁场相互作用产生力矩，电机侧的转矩就传递到了负载侧.2 温度场模型和参数计算2.1 温度场模型本次分析采用模型的结构参数如表1所示.表1 结构尺寸表元件名称内径/mm外径/mm厚度/mm导体盘26060010导体轭铁24060010永磁盘24060010永磁体300560502.2 温度场的数学模型本次研究中盘式磁力耦合器采用空冷的散热形势，导体盘涡流产生的热量传递主要由对流散热和热传导两种方式构成[2-4] .稳定温度场的控制方程为：(1)在盘式磁力耦合器的问题中，可认为一、二、三类边界条件都存在.盘式磁力耦合器三维热传导问题可以表述如下柱坐标方程：其中，Ω为所分析的场域;Γ1、Γ2、Γ3分别为一、二、三类边界条件;T0为边界温度;Tf为介质温度.由此可知对于盘式磁力耦合器的温度场问题，求出发热体表面的热流密度q0、传热系数λ、散热系数α即可得到温度场的唯一解.2.3 内热源密度的确定由盘式磁力耦合器的结构和工作原理可知，其发热来源于导体盘产生涡流的涡流损耗、永磁体上的涡流损耗、导体轭铁上产生的铁损、风损以及机械损耗.由于导体盘上的涡流损耗数值上远大于其他几种损耗[5] ，其它几种损耗在数值上可以忽略不计，因此可视为导体盘的涡流损耗是盘式磁力耦合器的唯一热源.导体盘的内热源密度定义为：(3)其中,q为发热体的内热源密度,单位为W/m3;Ps为铜盘上的涡流损耗，W;V为铜盘的体积，m3.2.4 导热系数的确定对于盘式磁力耦合器的温度场分析问题，需要进行材料设置的部分有永磁体、永磁盘、导体盘.导体轭铁以及空气部分.需要设置的材料属性有比热容、导热系数、以及密度[2] .对各部分的材料属性设置如表2所示.表2 材料属性表名称材料导热系数w·m-1·℃-1密度kg/m3比热容J·kg-1·℃-1永磁体钕铁硼 88400 504导体盘铜4018900386永磁盘钢707800504导体轭铁铁807870460气隙空气51.1810422.5 散热系数的确定本次研究盘式磁力耦合器为空冷的冷却方式，其工作时气隙位置的对流换热是一个复杂热交换问题，其散热系数由经验公式得到.假设耦合器周围空气温度不变，在模型周围设置一个工作区域，材料设置为空气，耦合器散热系数的大小取决于进出耦合器内的空气的流速，根据经验公式，盘式磁力耦合器的散热系数可以表述为[5] ：(4)式中,α0为静止空气中物体表面的散热系数;v为物体表面介质的流速,m/s;k为吹拂效率系数.3 有限元计算及结果分析3.1 有限元计算的步骤在对盘式磁力耦合器进行温度场分析之前，需要利用Ansoft软件对盘式磁力耦合器进行磁场仿真，计算出铜盘的涡流损耗数值，通过内热源密度的计算公式计算出导体盘生热率，将其作为热源导入到workbench中，进行网格划分、材料属性、散热系数以及边界条件的设置.求解流程图如图2所示.图2 温度场求解流程图3.2 有限元结果分析外界温度设置为15℃，气隙为5 mm，转差为80 r/min得出的磁力耦合器温度分布如图3所示.(a)导体盘(b)永磁体图3 温度分布云图从图中可以看出，由于导体盘是发热源，所以盘式磁力耦合器最高温升出现在导体盘内侧，永磁体靠近内侧部分温度最高，沿径向有减小的趋势，永磁体靠近导体盘侧温度较高，温度沿轴向逐渐减小，靠近轭铁一侧的永磁体温度较低.以气隙步长为3 mm，转差步长10 r/min进行温度场的有限元计算，分别作出5、8、11、14、17 mm气隙下永磁体转差-温度曲线如图4所示.钕铁硼永磁材料的最大推荐工作温度为100℃，从图中有限元计算数据可以看出，气隙为5、8、11 mm时，转差分别达到120、140、180 r/min的时候永磁体达到最大的工作温度，气隙长度对磁力耦合器的温升影响很大，若要保证磁力耦合器在300 r/min的转差内正常工作，气隙长度不能低于17 mm，否则永磁体会发生不可逆退磁，对磁力耦合器的工作性能和使用寿命都会有很大的影响.(a)气隙为5 mm(b)气隙为8 mm(c)气隙为11 mm(d)气隙为14 mm(e)气隙为17 mm图4 不同气隙时永磁体的转差温度曲线4 结论为了延长磁力耦合器的使用寿命并使其处于最佳的工作状态，本文使用Ansys Workbench对盘式磁力耦合器进行了三维建模和有限元分析，结果表明：气隙长度和对盘式磁力耦合器的工作温度有显著的影响，气隙越小，永磁体的温度越高，在气隙长度不小于17 mm，转差在300 r/min以内的工况下盘式磁力耦合器的工作温度在100℃以下，其工作性能稳定，不会发生退磁现象，若要使盘式磁力耦合器在温升更高的工况下运行，需要更改其散热方式，如将风冷该变成水冷等.参考文献：【相关文献】[1] 周丽萍.新型永磁涡流调速器的特性研究[D].南京：南京理工大学，2015.[2] 刘伟,佟强.基于电磁-热耦合有限元分析的永磁调速器性能研究[J].组合机床与自动化加工技术，2016(1)：4-9.[3] 李惟祥,邓斌，刘晓红.液压滑阀内部温度特性的研究[J].液压气动与密封,2011，31(7):16-19.[4] 李桃.涡流、温度耦合场的建模及有限元的数值分析[D].杭州:浙江大学,2006.[5] 陈宏奎,张炳福,朱立平.永磁磁力偶合器的温度场有限元分析[J].煤矿机电,2017(5):46-49.。