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110千瓦标准型磁力耦合器传动特性研究
| 论文题名： | 110千瓦标准型磁力耦合器传动特性研究 |
| 关键词： | 磁力耦合器;传动特性;解析计算;淡水泵 |
| 摘要： | 本文针对“育鲲”轮淡水泵的110kW标准型磁力耦合器为研究对象，并鉴于该磁力耦合器厂商只提供了额定工况点的传动特性参数，缺少非额定点的传动特性参数的现实，分别开展了其传动特性的解析计算、有限元仿真分析和试验方法的研究，以弥补磁力耦合器传动特性研究的不足，为使用、设计和制造提供技术支撑。 首先论述了标准型磁力耦合器的工作原理、特点、结构，结合“育鲲轮”No.3淡水泵冷却系统进行了简单地介绍并给出了该型号磁力耦合器的参数，为理论分析提供了样机。 其次基于恒定磁场理论，建立标准型磁力耦合器的解析模型，求解其解析模型，得到标准型磁力耦合器转矩的表达式。结果表明:标准型磁力耦合器的转矩系数与铜盘厚度呈高度非线性关系，标准型磁力耦合器的转矩系数与气隙大小呈高度非线性关系，转矩与滑差呈线性关系，在工程上罗素系数对传递转矩的影响可以忽略不计。 然后结合某型号标准型磁力耦合器参数，运用Maxwell16.0软件对该型磁力耦合器进行仿真分析，获得磁力耦合器各部件的磁场强度分布、磁感应强度分布、涡电流密度分布、转矩值和损耗功率。结果表明:铜盘中涡电流密度随着滑差的增大而增大，转矩值与滑差呈线性关系，损耗功率与滑差呈幂函数关系。 搭建了110千瓦磁力耦合器试验台，对该型号标准型磁力耦合器进行试验，得到了四个同步转速750rpm、1000rpm、1500rpm和3000rpm标准型磁力耦合器的试验数据。结果表明:同步转速越大，转矩与滑差率的比值越大，功率与滑差率比值越大;同步转速一定时，转矩与滑差率和功率与滑差率比值为常数;滑差率一定时，同步转速越高传递的转矩和功率更大，故标准型磁力耦合器适合工作在高转速工况下。 最后对有限元仿真数据、解析数据和试验数据进行了对比分析，解析数据、仿真数据与试验数据的误差均在20％以内，满足工程上对标准型磁力耦合器转矩的计算要求;分析结果表明:随着滑差的增加，解析数据和仿真数据越来越接近试验数据，解析数据比仿真数据更接近试验数据，解析数据与试验数据的最小偏差率为1％，可以表征磁力耦合器的功率-转速特性，为磁力耦合器在船舶领域的推广应用奠定了基础。 |
| 作者： | 林平 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王宏志;黄朝明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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