为有效解决目前机械传动系统中选用电机时功率裕度过大而普遍存在的能源利用效率较低问题,提出一种基于三相异步电机鼠笼转子的异步磁力耦合器(squirrel cage asynchronous magnetic coupler,SCAMC)。结合SCAMC具体结构特点,采用标量磁位法及二维场边界条件,建立气隙磁场数理模型;在气隙磁通密度中引入时间变量,推导出感生电流随时间变化的表达式;基于电流叠加性,将笼条电流折算到转子表面,并沿圆周方向对感生电流所形成的洛伦兹力进行积分,建立了SCAMC的电磁转矩模型。基于上述理论及技术基础,设计并制造出一台37 k W SCAMC样机,并对其机械特性进行理论计算、仿真验证及试验测试。结果表明:转差率相同时,所得的仿真及试验数据与理论计算值相比,误差不超过5%;SCAMC与同容量的三相异步电机相比,线性工作区更宽,过载能力更强,但其机械特性偏软,可有效缓解负载对电机的冲击。该研究可为磁力耦合器在大惯量、难启动及经常性过载机械设备中的应用提供参考。
针对磁路法、有限元法及磁力线闭合回路法计算永磁式异步磁力耦合器(Permanent Magnetic AsynchronousCoupling,PMAC)漏磁系数的各种缺陷,将积分法与区域划分法相结合,对PMAC进行漏磁系数分析与计算。按PMAC永磁体的漏磁通路径对其进行几何图形划分与归纳,并按几何图形所形成的积分路径建立漏磁导数理模型,保证了漏磁系数计算的完整性及通用性。所提出的方法适于计算机编程,可对PMAC的励磁系统进行结构参数分析与优化。
