新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、永磁聯(lián)軸器脫胎于永磁傳動(dòng)技術(shù)，具有非接觸傳遞、軟啟動(dòng)、自帶過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。高性能永磁材料釹鐵硼被開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，永磁聯(lián)軸器的成本大大降低。人們對(duì)它的關(guān)注和研究越來(lái)越多，開(kāi)發(fā)出了不同形式、不同功能的永磁聯(lián)軸器，例如盤(pán)式永磁聯(lián)軸器、筒式永磁聯(lián)軸器、限矩型永磁聯(lián)軸器、調(diào)速型永磁聯(lián)軸器等等，使聯(lián)軸器的應(yīng)用場(chǎng)合大大增加。
　　可調(diào)速永磁聯(lián)軸器通過(guò)改變銅環(huán)和永磁盤(pán)之間的間隙改變輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。目前通行的可調(diào)速異步永磁聯(lián)軸器存在諸多不足，包括

2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)不利、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大等等。針對(duì)上述不足，本文以一臺(tái)功率為7.5kW，轉(zhuǎn)速1440r/min的電機(jī)（型號(hào)為Y132M-4）為原動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、調(diào)節(jié)精確的盤(pán)式異步可調(diào)速永磁聯(lián)軸器。隨后分別用數(shù)值計(jì)算和有限元仿真兩種方法對(duì)轉(zhuǎn)矩傳遞桿進(jìn)行強(qiáng)度校核，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)矩傳遞桿可以滿足力學(xué)性能。
　　設(shè)計(jì)出新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器之后，需對(duì)其永磁傳動(dòng)部分的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在ANASY Maxwell中創(chuàng)建永磁傳動(dòng)部分的模型，然

3、后控制變量，分別對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真分析，得出在本課題的條件下，最優(yōu)永磁體極數(shù)為12極，最優(yōu)永磁體厚度為30mm，最優(yōu)銅環(huán)厚度為5mm，銅環(huán)和永磁體之間的最小間隙為2mm，最大間隙為20mm。
　　調(diào)速機(jī)構(gòu)是可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的重要組成部分。調(diào)速性能的好壞直接影響到聯(lián)軸器的工作性能。為研究調(diào)速系統(tǒng)的性能，首先推導(dǎo)出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后將這兩個(gè)模型結(jié)合起來(lái)導(dǎo)入到MATLAB Simulink中，進(jìn)行仿真分析。從仿真

4、結(jié)果可以看出，添加編碼器反饋后，調(diào)速性能有明顯的改善，選擇合適的放大器參數(shù)后，系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，滿足要求。
　　完成新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與研究之后，還要設(shè)計(jì)其控制方案，使新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器在工作時(shí)能滿足各種要求。為此，本文首先明確了新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制要求，針對(duì)要求設(shè)計(jì)出了伺服調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行控制線路圖，然后編寫(xiě)了PLC的控制程序，使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，滿足控制要求。最后用西門(mén)子 S7-200 CN對(duì)編寫(xiě)的程序進(jìn)行