旋转磁场磁性磨粒光整加工内孔磁路的数值模拟及实验研究

径向充磁联轴器的设计与仿真摘要径向永磁联轴器利用稀土永磁体之间的相互作用，无需机械连接就能进行机械能量的传递，是一种新型联轴器。

径向永磁联轴器主要由内、外转子组成，实现了无机械连接传动，解决了过载保护、主从动轴对中、软启动的问题，同时也解决了一些机械传动装置中密封性要求等问题，从根本上消除了传动泵密封处泄漏的问题，现已在化工机械、仪表及食品、真空等行业中得到广泛的应用。

对于永磁联轴器的研究，随着科技的发展，研究方法在不断改进和完善，种类也不断增加。

对于径向力和力矩的计算，国内外己经有很多种方法，包括经验法、有限元法和磁路法等等。

由于有限元法的计算相对其它几种算法精度较高，所以本文将采用此种方法对主、从动磁环之间的轴向力、传递的力矩进行计算分析，然后利用Ansoft有限元软件进行仿真。

本文以径向磁性联轴器为研究对象，主要讲述几个问题：(1)计算径向永磁联轴器力矩，分析影响力矩的主要因素。

(2)用有限元法分析气隙磁场，建立径向永磁联轴器气隙磁场的有限元分析模型，利用Ansoft软件对径向永磁联轴器气隙磁场进行分析，得出正确的结果。

(3)设计一个简单的径向磁性联轴器，用Ansoft软件的模拟分析,验证理论知识的正确性。

关键词径向磁性联轴器；Ansoft有限元法；磁场；力矩1 引言近年来永磁传动技术已从泵类向其它密封机械扩展，技术上集中于提高设备的可靠性、抗介质腐蚀新材料的研究，流体技术及制造装配的精度。

磁力泵代表着一个国家制造技术的水平，近年来工业发达国家的磁力泵在效率、寿命、制造周期、成本及可靠性等方面有了突破性的进展。

永磁传动技术逐渐应用到各个领域，将原动机的动力通过其轴上的外磁部件传递给工作轴上的内磁部件，内外磁部件由隔离罩分开，从而工作轴无须伸出所要封闭的空间，取消了动密封，实现无密封、零泄漏。

永磁传动技术发展的时间不长,还存在一些的问题:永磁传动[1]有些因为制造困难,性价比低,往往还只停留在理论研究上;永磁传动的设计目前还没有一套系统和完善的设计方法,磁路的设计、转矩的计算均建立在实验、半实验基础上,研制周期长,代价高,重复性劳动多;在磁路设计方面,多体渐变技术未能充分利用;磁场计算多成用上述的一些方法,由于多是近似计算,精度有待进一步提高。

永磁体空间磁场的分析计算及其在永磁磁力轴承中的应用一、本文概述本文旨在深入探讨永磁体空间磁场的分析计算方法及其在永磁磁力轴承中的应用。

永磁体作为一种无需外部能源即可产生持续磁场的材料，在诸多领域，尤其是磁力轴承技术中，具有广泛的应用前景。

因此，研究永磁体空间磁场的特性及其精确计算方法，对于优化磁力轴承的设计和提高其性能具有重要意义。

本文首先将对永磁体空间磁场的基本理论和分析方法进行阐述，包括磁场的基本性质、永磁体的磁化特性、磁场的数学模型以及相应的求解方法等。

在此基础上，本文将重点介绍几种常用的永磁体空间磁场计算方法，如有限元法、边界元法、磁路法等，并分析它们的优缺点和适用范围。

随后，本文将详细探讨永磁磁力轴承的工作原理和磁场分布特点。

磁力轴承作为一种新型的高性能轴承，具有无机械接触、无磨损、无润滑等优点，因此在高速、高精度、高可靠性等要求较高的场合具有广泛的应用。

通过对永磁磁力轴承磁场的分析计算，可以优化轴承的设计参数，提高其承载能力和稳定性。

本文将结合具体案例，展示永磁体空间磁场分析计算在永磁磁力轴承设计中的应用。

通过对比分析不同计算方法的结果，验证其准确性和有效性，并探讨未来可能的改进方向。

本文的研究成果将为永磁磁力轴承的设计和优化提供理论支持和实践指导，推动磁力轴承技术的进一步发展。

二、永磁体空间磁场的理论基础永磁体空间磁场的分析计算，首先需要建立在电磁场理论的基础之上。

电磁场理论是物理学的一个重要分支，主要研究电荷、电流和磁场之间的相互关系。

在永磁体的情况下，磁场是由永磁体内部磁化产生的，不需要外部电流源。

磁矢势与磁场的关系：磁矢势是一个重要的物理量，它与磁场强度有着直接的关系。

通过求解磁矢势的分布，可以进一步得到磁场的分布情况。

在永磁体空间磁场的分析中，通常使用毕奥-萨伐尔定律来描述磁矢势与永磁体磁化状态之间的关系。

磁场的解析解与数值解：对于简单的几何形状和均匀的磁化分布，可以通过解析方法求得磁场的解析解。

收稿日期：2021-06-24第一作者简介：徐昕远（1986—），女，本科，毕业于华北电力大学，工程师，主要从事配电网工程项目管理工作。

电机电磁场数值计算及仿真分析徐昕远，雷蕾，梁建，钟得珲（广东电网有限责任公司广州天河供电局，广东广州510000）

摘要：开展关于电机电磁场计算的意义及理论方法方面的研究工作，深入研究了电磁场相关的基本理论以及有限元法在电磁场问题计算与求解的过程中涉及到的概念及计算步骤。开展电机的电磁场仿真分析工作，可有效找到电动机在运行过程中可能出现的局部过热点，对感应电机进行优化设计具有一定的参考价值。关键词：电机；电磁场；仿真中图分类号：TM346；TM153文献标识码：A文章编号：2095-0748（2021）10-0032-04

引言在发电系统和电驱动系统中，电机是电能生产和使用的关键装备。在自动控制系统中，电机是执行部分的主要元件。感应电机主要用作电动机，用于机床、水泵、冶金和矿山设备与轻工机械的生产运营中，是实现电气现代化必不可少的驱动装置。电机的分析方法主要有：等效磁路法、磁场解析法以及电磁场数值计算法。其中，第一种方法的实施依赖于等效电路参数的准确计算；第二种方法在分析复合转子电机参数上已有应用，但目前仍无相关文献将其应用于笼型实心转子感应电机参数计算上；第三种电磁场数值计算方法主要包括有限差分法，有限元法、边界元法和积分方程法四种类型，近年来又衍生了有限元法和边界元法相结合的混合法。其中有限元法应用广泛，满足了当今工程电磁问题分析的需求。根据有限元法编制的软件系统能够较强地适应各类电磁场数值计算问题，通过前处理过程能够有效地形成代数方程并进行求解，这是有限元法最突出的特点。作为电气设备计算机辅助设计的关键部分，它能简易处理如铁磁饱和的非线性介质特性，它所形成的代数方程的系数矩阵稀疏、对称、正定，计算简单，易于收敛，占用计算机内存资源较少，对计算机要求也较小，因而有限元法分析电磁场问题优势明显[1-2]。1电磁场基本方程及边界条件