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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于永磁磁力传动技术领域，公开了一种滞回环能量守恒的永磁联轴器磁阻尼计算方法。该方法利用永磁联轴器三维磁力等效模型，对内转子施加外力使其发生强迫振动，分别计算出不同时刻下永磁联轴器内转子与外转子的转矩值，形成不同时刻下转矩值随角位移变化的滞回环曲线，并根据椭圆面积公式计算出滞回环所围成的面积，即永磁联轴器在一个振动循环内由于磁阻尼所耗散的能量，根据能量守恒效应即可反算出永磁联轴器的磁阻尼，准确获取其动态行为特性，为永磁联轴器传动性能的分析提供强有力理论支撑，是一种具有普适性和实际应用价值的计算方法。

主权项：1.一种滞回环能量守恒的永磁联轴器磁阻尼计算方法，其特征在于，步骤如下：第一步、确定永磁联轴器的关键参数，对内外转子转矩值进行计算首先确定永磁联轴器的关键参数：永磁联轴器的内转子轮毂3的外径为r1、外转子轮毂5的内径为r2、内转子磁钢2和外转子磁钢6的磁极对数为p，磁钢厚度为h、长度为a、上底面宽度为b1、下底面宽度为b2，内外转子相对旋转角度为θ，磁钢沿周向呈N、S极交替排布，磁极对数为偶数；其次对永磁联轴器的内外转子转矩值进行计算：由于永磁联轴器是周期对称结构，为了提高计算效率，可分析内外转子一对磁钢间的相互作用；对永磁联轴器内外转子的一对磁钢建立三维磁力等效模型，并在扇区对称中设置扇区数z，其中扇区数z即为内外转子磁钢的磁极对数p，通过反周期性完成永磁联轴器整个结构的转矩分析；运动磁荷在磁场中受到的作用力，即洛伦兹力，其计算公式表示为：F＝qE+v×B1其中，F为运动磁荷受到的洛伦兹力，B为磁荷所在处的磁感应强度，q为运动磁荷的电荷量，v为运动电荷的速度，E为电场强度；则永磁联轴器p对磁钢的合力Fp计算公式表示为：Fp＝p·F2永磁联轴器内转子转矩T1、外转子转矩T2计算公式表示为：T1＝Fp·r13T2＝Fp·r24利用永磁联轴器内外转子一对磁钢的三维磁力等效模型，采用动网格将内转子设置成旋转域，给定初始角α0及角速度ω使其相对于外转子进行旋转，计算不同时刻下内外转子的转矩值；即完成永磁联轴器内外转子转矩值的计算；第二步、计算永磁联轴器耗散的能量将永磁联轴器外转子的边界条件设置为固定约束，对内转子施加随时间t变化的外力，永磁联轴器将产生有阻尼强迫振动，建立的微分方程表示为： 其中，m为永磁联轴器的质量，c为永磁联轴器的阻尼，k为永磁联轴器的刚度，x、分别为永磁联轴器的位移、速度、加速度，F0为对内转子施加的外力，ω为内转子旋转的角速度；在永磁联轴器内转子发生强迫振动过程中，由外界施加的作用力输给体系的能量被永磁联轴器的阻尼所耗散，在强迫振动的一个循环内阻尼所耗散的能量计算公式表示为： 其中，Q为永磁联轴器所耗散的能量，f为内转子受到的阻尼力，dx表示为对x的微分，dt表示为对t的微分，x0表示为内转子运动的幅值；第三步、计算滞回环曲线围成的面积，反算出磁阻尼值内转子受到的阻尼力由阻尼和运动的速度进行计算，公式表示为： 其中，xt表示为内转子随时间变化的位移，表示为内转子随时间变化的速度；由上式7得： 上式8表示为一个椭圆方程，即阻尼力与位移围成一个椭圆，即滞回环曲线；根据设置的角速度ω，计算出永磁联轴器内转子在不同时刻下的角位移q，计算公式表示为：q＝ω·t9第一步中计算了永磁联轴器内外转子在不同时刻下的转矩值，由于磁阻尼的存在，永磁联轴器内转子在往复运行过程中转矩值有所减小，永磁联轴器在不同时刻下的角位移与转矩值也围成一个滞回环；滞回环曲线围成的面积S理论数值计算公式表示为：S＝π×l×n10其中，l为椭圆的长半轴的长，n为椭圆的短半轴的长；即完成滞回环曲线面积的计算；由于永磁联轴器内转子在受迫振动过程中阻尼所耗散的能量即为滞回环所围成的面积，联立等式6和等式10，即反算出永磁联轴器的磁阻尼值，计算公式表示为： 即完成永磁联轴器磁阻尼的计算。

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