磁力聯軸器二維磁場的有限元分析

磁力聯軸器的磁場分布計算是一個非線性的三維問題，磁轉矩能 量傳遞的物理過程主要在氣隙中進行，氣隙尺寸又遠小于其軸向尺寸，在忽略端部效應的前提下，可將磁場分布的三維問題轉化為二維問題進行處理；磁轉子的內外軛鐵均為導磁體，且足夠厚，在軛鐵處不發生磁飽和；外轉子軛鐵外側以及內轉子軛鐵內側為磁通量平行邊界條件，從工程角度來看，這也是磁場的邊界線，從而可以忽略兩邊界處的漏磁。

軛鐵厚度對轉矩的影響

聯軸器軛鐵厚度一般與磁體厚度相近，通常軛鐵厚度稍大于磁體厚度，以便與磁體共同構成磁通回路。不同軛鐵厚度下對應的磁轉矩變化情況，隨著軛鐵厚度的變加，磁阻減小，氣隙磁密變大，傳遞的轉矩變大，當軛鐵厚度變加到一 定值以后，再變加軛鐵厚度，磁轉矩不再變大，反而過重的軛鐵使旋轉部件的轉動慣量變大，因而，軛鐵的厚度不宜過厚。在軛鐵不發生磁飽和的情況下，軛鐵厚度也可以比磁體厚度小，具體設計時可根據實際情況確定其尺寸。

氣隙對轉矩的影響氣隙對磁力聯軸器的轉矩傳遞能力影響較大，磁轉矩與氣隙的關系。氣隙越小，聚磁能力越高，漏磁相對減小，傳遞的磁轉矩就越大；相反，氣隙越大，磁阻越大，消耗在磁體和氣隙中的漏磁越大，其傳遞轉矩的能力也就越弱。在一 定范圍內減小氣隙可相應提高磁體的利用率，但是，氣隙大小受到隔離套厚度、內外磁體與隔離套間的間隙、裝配時的同軸度以及內外轉子運行時的振動情況等因素的制約，因此，應綜合考慮各方面的因素選取氣隙尺寸。

忽略邊端效應，將磁力聯軸器的場問題簡化為二維平面磁場，采用有限元分析軟件對磁力聯軸器進行建模、屬性定義、網格劃分、添加邊界條件并求解得出其磁場分布的方法可行。以一筒形磁力聯軸器為研究對象進行數值模擬，分析了對應不同磁轉角的磁力線分布和磁感應強度分布，以及不同磁轉角時對應的磁轉矩值。分析了軛鐵厚度、磁體厚度、氣隙厚度及磁及數目對轉矩的影響，曲線變化趨勢與參考文獻結果一致。