【《盘式永磁涡流耦合器的三维分层解析模型分析案例》3500字】

盘式永磁涡流耦合器的三维分层解析模型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u7237盘式永磁涡流耦合器的三维分层解析模型分析案例 [52]，电流密度可由麦克斯韦方程组解出： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s179)产生电磁转矩的涡流损耗可以用下式计算： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s180)方程（3.79）可以解出产生电磁转矩的涡流密度。因此可以算出校正系数的表达式： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s181)其中，为悬挂系数，定义为： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s182)式中，定义。校正导体层的电导率，校正方法下式： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s183)校正后解析出的APMEC输出转矩精度更高，校正后的电磁转矩为： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s184)1.7约束条件为了限制导体盘背铁中的磁通量大小，预防永磁体背铁达到磁饱和，要求满足以下约束： (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s185)式中，为背铁磁饱和曲线的膝点处磁通密度；为永磁体背铁中的磁通量。由文献REF_Ref72683490\r\h[53]可知，当永磁体的内部磁场强度与矫顽力之比不满足式（3.86）中条件时，永磁体将发生不可逆退磁。 (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s186)为了提高分层解析模型的精度，第层的悬挂长度，要满足如下条件。 (STYLEREF1\s3.SEQ公式\*ARABIC\s187)1.8验证和分析本节建立了盘式永磁涡流耦合器的三维分层解析模型对电磁场进行解析计算。以125kW的APMEC为研究对象，通过三维有限元仿真分析导体盘的涡流损耗；以500kW样机为研究对象，通过三维有限元仿真分析分析输出电磁转矩的特性。125kW的APMEC的结构参数见REF_Ref68597101\h表3.1。表STYLEREF1\s3.SEQ表\*ARABIC\s11125kW永磁涡流耦合器结构参数参数数值参数数值参数数值极对数14平均极弧长度38.05mm气隙3mm铜盘外径774.7mm平均极距63.74mm永磁体背铁厚度9.5mm铜盘内半径419.1mm永磁体背铁半径660.4mm铜盘背铁厚度12.7mm铜盘背铁内径406.4mm永磁体厚度31.7mm永磁体宽度76.15mm铜盘厚度6.1mm铜盘背铁外径778mm1.8.1涡流损耗的有限元验证应用三维分层解析模型中式（3.78）计算导体盘的涡流损耗，为了简化计算取。在额定下，导体盘的涡流损耗分布图3.12局部温度意义重大图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s112导体盘涡流损耗随半径变化情况由于本节建立的三维分层解析模型没有考虑温度影响，限制在58.2r/min到80r/min。如REF_Ref68598726\h图3.13所示，涡流损耗随着滑差速度的增加迅速增加。对比模型计算结果与有限元仿真结果，误差小于3.92%，二者有较好的吻合。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s113解析模型涡流损耗计算值与有限元结果对比1.8.2转矩特性的有限元验证通过式（3.83）计算输出转矩特性，以500kW的APMEC为研究对象，其结构参数见表2.1。计算二维解析模型和三维解析模型的输出转矩，如REF_Ref68599098\h图3.14所示，将计算结果与三维有限元仿真结果进行比较，二维解析模型计算出的输出转矩误差为11.8%，三维分层解析模型计算出的输出转矩误差为8.9%，对比可知建