永磁涡流联轴器性能特点简介

科技成果——永磁涡流耦合器
技术开发单位
东北大学
成果简介
永磁涡流耦合器，又称永磁调速器和永磁驱动器，它是通过调节气隙长度控制输出转速/转矩的一种全新理念的调速节能设备，采用了纯机械式结构，利用磁场间的作用力传递转矩，实现了非接触传递能量，已成为永磁传动技术应用中的一个研究热点。

2012年11月，“永磁涡流柔性传动节能技术”被列入国家发改委《国家重点节能技术推广目录（第五批）》第28项；2014年7月永磁涡流柔性传动节能技术列入工信部《国家重点推广的电机节能先进技术目录》第22项；2014年7月永磁涡流柔性传动节能技术列入辽宁省科技厅、发改委、经信委、环保厅《辽宁省重点节能减排技术目录（第二批）》。

永磁涡流耦合器使动力驱动端和负载端之间完全隔离，完美解决了隔离有害振动、过载保护、电机安全带载启动等诸多问题，且体积小转矩密度大、无需润滑、对电网无谐波反馈，因此在油化工、冶金、电力等行业中得到广泛应用，并获得了辽宁省科技进步二等奖、鞍山市科技进步特等奖、国家专利优秀奖等。

应用情况
前期开发以高校科研为主，以企业研发为辅，部分正在与企业进行合作。

市场前景
项目前期研发已基本完成，转化后市场效益前景广阔，有良好的社会效益和经济效益。

合作方式
技术入股、合作开发。

永磁涡流联轴器功率损耗的分析李延民;蔡硕【摘要】首先介绍了永磁涡流联轴器的基本组成及工作原理.分析了功率损耗来源主要有电磁损耗、机械损耗,而其中电磁损耗中主要是铜损耗.在理论分析的基础上,利用有限元方法,通过大量的Ansoft Maxwell 3D仿真分析了铜盘厚度、导磁盘厚度、气隙长度、永磁体厚度、永磁体数量、转速差等主要参数对铜损耗和最大涡电流密度的影响.分析结果表明了各参数对永磁涡流联轴器的铜损耗影响的变化规律.研究结论对于联轴器设计时的关键参数选取有较大的参考价值,研究方法对于进行永磁传动机械的研究具有一定的借鉴意义和指导作用.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P153-156)【关键词】联轴器;永磁;涡流;损耗【作者】李延民;蔡硕【作者单位】郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH133.41 引言随着对永磁材料研究的深入，永磁涡流联轴器作为一种新型的机械传动部件得到了快速的发展。

永磁涡流联轴器通过主、从动轴之间的磁场耦合产生转矩，具有隔离振动、无极调速、软启动、安装精度要求低、过载保护等诸多优点[1]。

目前国内外学者的研究很多是集中在以输出转矩为研究方向对永磁涡流联轴器进行分析的[2-5]，而从功率损耗这个方向对永磁涡流联轴器进行的分析较少[6]。

通过探索铜盘厚度、导磁盘厚度、气隙长度、永磁体厚度、永磁体数量、转速差等参数对功率损耗、最大涡电流密度的影响，优化参数，降低功耗。

研究结论对于联轴器设计时的关键参数选取有较大的参考价值，研究方法对于进行磁传动机械的研究具有一定的借鉴意义和指导作用。

2 基本结构及原理图1 永磁涡流联轴器的基本结构Fig.1 Basic Structure of Permanent Magnet Eddy-Current Coupling永磁涡流联轴器的基本结构，如图1所示。

常见磁性联轴器‎及应用联轴器（coupl‎i ng），是机械传动‎中重要的部‎件。

除了常见的‎机械式刚性‎和柔性联轴‎器外，还有一类靠‎磁场传动的‎联轴器，即磁力联轴‎器。

磁力传动，就是通过磁‎场NS极耦‎合相互作用‎传递动力的‎方式。

常见的磁力‎传动，包括同步传‎动，磁滞传动和‎涡流传动三‎种类型。

由于其各自‎特点，被应用在不‎同的领域。

同步传动器‎同步传动器‎，顾名思义，就是输出与‎输入同步。

常见的同步‎传动器结构‎有两种：平面性传动‎器和同轴（或圆筒）型传动器。

平面型同步‎传动器平面型传动‎器的基本结‎构：在两个相同‎直径的圆盘‎上，按照NS极‎交叉的方式‎安装磁铁。

使用时，把两个圆盘‎分别安装到‎主动轴和从‎动轴上，中间留有一‎定气隙。

由于A磁体‎的N极吸引‎对面B磁体‎的S极，同时排斥B‎磁体两侧的‎N极，从而保证在‎一定力矩范‎围内，从动轴与主‎动轴保持同‎步转动。

如图：图中，A为气隙。

实际工作中‎，真正NS相‎对的状态，只存在于无‎力矩输出的‎状态下。

只要有力矩‎产生，从动盘就会‎与主动盘存‎在一定的相‎位夹角。

这种角向的‎错动，一直保持并‎增加到力矩‎足够大到N‎极与对面的‎N极相对，然后传动器‎发生“打滑”，两个转盘旋‎转错动，跳向下一对‎耦合状态。

由于上述特‎性，磁力传动虽‎然可以做到‎同步，但是不能实‎现精密的同‎步传动。

这种平面性‎传动器，结构简单，安装时对两‎个轴的同轴‎度要求不高‎。

由于是采用‎平面相吸的‎原理，因此气隙越‎小，扭矩越大。

但同时，在磁场的作‎用下，轴向力（互相吸引）也成正比变‎化。

轴向力是这‎种平面型传‎动器的主要‎缺点。

另外，由于传递的‎扭矩大小与‎圆盘面积有‎关，因此，这种传动器‎的扭矩不能‎做的太大，否则会导致‎尺寸过大，安装困难。

结构简单，成本低廉，是平面型传‎动器的主要‎优点。

因此在某些‎微型隔离传‎动方面有成‎功应用。

目前，常用的简单‎结构平面型‎传动器，扭矩一般都‎在10Nm‎以下。

永磁调速器原理、特点介绍永磁调速器原理、特点介绍。

永磁式调速器参与中国永磁调速器十大品牌品选。

hiest 永磁调速器工作可靠，性能也很好，质优价廉。

永磁调速器，又名永磁偶合器，磁力偶合器，用于电力，能源，矿山，机械，化工，钢铁，水泥等冷却塔，泵类，风机，阀类装置上。

具体调速，节能，降耗作用，效果明显。

永磁调速器工作原理永磁调速离合器一般由永磁转子、导体转子和调节机构三部分组成，两转子直接暴露在空气中冷却，永磁转子和导体转子通过调节结构使轴向耦合面积可调，当主动机带动导体转子旋转，相对与安装在从动端的永磁体作切割磁力线的圆周运动时，使主动端的导体转子产生涡电流感应磁场，与从动端的永磁体磁场相互作用，从而实现主动端与从动端之间的无接触的转矩传递。

主动转子与从动转子的耦合面积越大，切割磁力线产生的磁场越强，驱动负载的转矩就大，负载的转速也越高，实际输出功率就大；反之，主动转子与从动转子的耦合面积越小，切割磁力线产生的磁场越弱，驱动负载的转矩就小，负载的转速也低，实际输出功率就小。

实际使用中根据负载的大小调节耦合面积，最终达到调速节能目的，同时也能达到负载端输出转速为零，产生的涡流为零，实现真正的离合功能。

永磁调速器特点1.实现了真正的零负载启动，并具有过载保护和离合功能。

2.体积更小，重量更轻，且无轴向吸力，调节更灵活更省力。

3.可实现各种负载下的精确调节与控制，具有优良的节能效果。

4.柔性联接，传动平稳，减少系统振动。

5.调速采用调节耦合面积，结构简单，调整方便；其调速机构有手动、自动和智能控制。

6.允许较大的安装偏差，大大简化安装调试过程。

7.维护，安装方便，费用低。

8.对电网无污染，不产生谐波。

9.可方便地对原有系统改造，更宜于新建传动系统的连接。

10.能长期稳定运行，使用寿命长。

11.永磁调速离合器一般适合功率小于500KW的电力、冶金、矿山、石油化工等小型离心设备领域，尤其适合负载端经常需要启停的设备。

永磁磁力传动原理、应用及前景永磁传动以现代磁学为基础理论，结合永磁材料的磁力作用，实现的力或转矩非接触式传递技术。

这种技术早在20世纪30年代被提出，并经由几十年发展，直到20世纪70年代，工业资源型到技术型转变的发展，同时人类环保意识逐渐提高，人们重拾永磁学的理论研究。

特别是NdFeB稀土这种永磁材料的出现，永磁材料性能应用上取得了显著的提高，使得永磁理论研究得以发展。

永磁磁力传动理论的这次突飞式发展，使得永磁传动技术在各个领域中得以应用，并逐渐以该技术为基础诞生了很多先进的磁力科学新技术。

一、永磁传动技术原理、分类及优缺点1.原理及分类。

永磁传动技术是利用磁性材料间异性相吸、同性相斥的原理，通过磁耦合将磁能转化成机械能的过程。

目前的永磁磁力传动分为转子式永磁传动、永磁离合式传动、涡流式永磁驱动和永磁悬浮式装置等四种传动模式。

1）转子式，特点：通常由主、被动磁组件外加隔离套三部分共同组成，三组件构成同心圆环体。

开发产品：磁力传动阀门、磁力传动泵、磁力调速器等，部分入市场应用，部分尚在研发。

2）涡流式，特点：由永磁转子、铜转子和控制器组成，永磁转子与铜转子构成圆盘模式。

开发产品：有限矩型磁力耦合器，延时型和调速型的磁力耦合器等，已投入市场应用。

3）离合式，特点：由主、被动磁盘和控制器联合构成，主动磁盘同被动磁盘呈现圆盘模式。

开发产品：永磁制动器和永磁离合器。

部分产品已投入市场使用。

4）磁悬浮式，特点：分为圆周磁悬浮和直线导轨类磁悬浮两种。

开发产品：无轴承电动机、磁力轴承以及磁悬浮导轨等，部分形成产品，部分正在研发。

2.磁力传动优缺点。

优点：1）结构简单，组成构件少，发生故障点很少，功能可靠性较高。

2）功能相对较全，能够实现过载保护、轻载起动、离合制动和调速等众多功能。

3）能够基本实现结构间无摩擦传动，从而使用寿命相对较长。

4）能够实现无泄漏传动功能，适合在核电、化工及航天等领域使用。

5）永磁磁力装置的重量与体积相对很小。

联轴器的特点原理及其应用1. 联轴器的特点•传递转矩: 联轴器是一种用于连接和传递转矩的机械装置，常用于连接两个轴以实现转动传动。

它通过连接轴的柔性部分，能够补偿轴之间的不精确对中、轴线偏差和振动等问题，确保传递转矩的平稳和可靠性。

•柔性补偿: 联轴器具有一定的柔性，能够在一定程度上补偿轴的偏差和振动。

这种柔性使得联轴器能够适应不同工况下的工作需求，而且能够降低由于偏差和振动引起的轴磨损和故障。

•简单结构: 联轴器一般由两部分组成，分别连接在两个轴上。

它的结构相对简单，安装和维修比较方便。

一些联轴器还具有更好的可拆卸性，方便更换和维护。

•适应性强: 联轴器适用于许多不同类型和尺寸的轴连接。

无论是横向连接还是轴向连接，都可以通过选择合适的联轴器来实现。

而且，联轴器还能够适应不同工作环境下的使用需求，具有良好的适应性。

•高效传动: 联轴器具有高效的传动性能，能够在传递转矩时减少功率损耗。

它能够有效地分散轴的负载，使传动更加平稳和可靠，从而提高系统的传动效率和工作效果。

2. 联轴器的工作原理联轴器的工作原理是通过连接轴的柔性部分来实现转动传动。

根据不同的联轴器类型，其工作原理也有所不同。

以下是一种常见的联轴器工作原理的示意图：轴1 ---------- 联轴器 ---------- 轴2\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |\\ |V在轴1和轴2之间通过联轴器连接后，当轴1转动时，联轴器的柔性部分会产生一定程度的弯曲和扭转，使轴2也能够跟随转动。

这样轴1和轴2之间就实现了转动传动。

3. 联轴器的应用联轴器广泛应用于许多不同的领域和行业，以下是一些常见的联轴器应用示例：•机械工程: 联轴器在机械工程领域中被广泛应用于各种机械设备和装置中，如风力发电机组、泵、压缩机、传输机械等。

它们能够实现各种不同类型轴的连接和转动传动。

•制造业: 在制造业中，联轴器常用于传动设备和生产线上，用于传递转矩和实现部件的动力传递。

永磁电机的性能特点及其问题关于永磁电机你还有什么不懂的吗？永磁电机及特点永磁电机中最大功率已达到1000kW，最小直径φ0.8mm，最高转速300000r/min，最低转速0.01r/min。

永磁电机与电励磁电机相比，具有以下特点：1 结构简单, 可靠性高用永磁材料励磁，可将原电励磁电机中励磁用的极靴及励磁线圈由一块或多块永磁体替代，零部件大量减少，在结构上大大简化。

同时由于省去了励磁用的集电环和电刷，不但改善了电机的工艺性，而且电机运行的机械可靠性大为增强，寿命增加。

2 性能优异永磁电机，特别是采用稀土永磁材料的电机，气隙磁密可大大提高，电机指标可实现最佳设计，其直接效果就是电机体积缩小,重量减轻。

不仅如此，较其它电机而言，永磁电机还具有非常优异的控制性能。

这是因为：其一，由于稀土永磁材料的高性能而使电机的力矩常数、转矩惯量比、功率密度等大大提高。

通过合理设计又能使转动惯量、电气及机械时间常数等指标大大降低，作为伺服控制性能的主要指标有了很大改善。

其二，现代永磁电机中，永磁磁路的设计已较完善，加上稀土永磁材料的矫顽力高，因而永磁电机的抗电枢反应及其它去磁的能力大大加强，电机的控制参量随外部扰动影响大大减小。

其三，由于用永磁材料取代了电励磁，减少了励磁绕组及励磁磁场的设计，因而减少了励磁磁通、励磁绕组电感、励磁电流等诸多参数，从而直接减少了可控变量或参量。

综合以上各因素可以说永磁电机具有优异的可控性。

例如，目前全数字永磁交流伺服电动机调速性能非常优异，正弦波交流伺服电机的调速比最高可达1：100000。

步进电机和低速同步电机在采用永磁材料后，其输出转矩、动态响应特性等都有明显的改进和提高。

因而与同规格电机相比，永磁电机的动态性能指标、稳态性能指标、控制性能指标以及可靠性指标等都比普通电机有较大的提高。

3 高效节能永磁电机不但可减小电阻损耗，还能有效地提高功率因素。

如永磁同步电机可在25％~120％额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因素。

随着工程结构的不断发展和应用，振动和冲击对工程结构的影响也越来越受到人们的关注。

在诸多减振缓冲技术中，永磁电涡流阻尼技术作为一种新型的减振缓冲技术，其独特的优势受到了广泛关注和研究。

本文将围绕永磁电涡流阻尼技术展开探讨，从其基本原理、应用特点以及未来发展方向等方面进行详细阐述。

一、永磁电涡流阻尼技术的基本原理永磁电涡流阻尼技术是利用永磁体在外加磁场作用下产生的涡流效应，通过涡流的阻尼作用，实现了对结构振动和冲击的有效控制。

其基本工作原理可归纳为以下几点：1.1 涡流效应的产生在永磁电涡流阻尼系统中，当外加磁场作用于导体表面时，将会激发出导体内部的涡流。

由于涡流在导体内部流动，因此会产生阻尼作用，从而达到减振缓冲的效果。

1.2 永磁体的作用永磁体产生的磁场是永久稳定的，能够长期维持在一个较高的水平，这保证了永磁电涡流阻尼系统的可靠性和持续性。

1.3 控制原理通过改变外加磁场的大小和方向，可以实现对永磁电涡流阻尼系统的控制，从而适应不同工程结构的振动和冲击需求。

二、永磁电涡流阻尼技术的应用特点永磁电涡流阻尼技术在工程结构减振缓冲领域具有许多独特的应用特点，主要包括以下几个方面：2.1 能效比高永磁电涡流阻尼技术不需要外部能源的输入，利用外界振动能量实现对结构振动的控制，因此能效比较高。

2.2 可实现自适应调节由于永磁电涡流阻尼系统可以通过改变外加磁场实现控制，因此可以实现自适应调节，适应不同工程结构的振动和冲击情况。

2.3 无需维护永磁电涡流阻尼系统无需外部能源的输入和机械部件的运动，因此具有较低的维护成本。

2.4 环保由于永磁电涡流阻尼系统无需外部能源的输入，不会产生废弃物和污染，具有较好的环保性能。

2.5 适用范围广永磁电涡流阻尼技术适用于各种工程结构的振动和冲击控制，具有较广泛的应用前景。

三、永磁电涡流阻尼技术的发展趋势随着工程结构技术的不断发展，永磁电涡流阻尼技术也在不断完善和拓展，未来的发展趋势主要包括以下几个方面：3.1 多学科交叉应用永磁电涡流阻尼技术将会与材料学、电磁学、结构力学等多学科进行交叉应用，从而推动技术的进一步发展和完善。