磁滞阻尼器设计分析翻译.pdf

IEEE汇刊磁学,VOL.44,NO. 10,2008 10月 2381 磁滞耦合器的设计过程 1 2 作者：阿尔多·卡诺瓦 和法比奥 ·卡瓦利 电气工程系，都灵理工大学，10129，都灵，意大利机电一体化实验 都灵理工大学，10129，都灵，意大利 本论文主要是对客户需求的转动磁滞耦合器的设计程序的描述。分析面向以配置是高可靠性的、适应性的操作条件为特征,权衡 分析表明当耦合器的电源故障时，由电磁铁驱动的爪极结构与一个永久磁铁串联从而允许耦合转矩的调节和保证最小的扭矩传输。 此外，爪极结构由于其机械结构简单、磁效率高，成为应是最有前途的汽车领域。不幸的是，磁路十分复杂，在本文中解决的有限 集成技术，需要三维的数值分析，所以我们在此数值分析和磁性材料的磁滞特性的基础上开发的一个设计程序。此外，参数的灵敏 度分析已经优化了滞后耦合器，满足应用要求。最后，设计过程进行了验证，考虑到的是在爪极滞后耦合器的原型上获得的实验结果。 关键词—汽车，爪极，电磁磁滞耦合器，有限积分技术。 1.、简介 和动态行为。 类似于电动马达，电磁耦合器可以分为同步和异步型。 滞后装置的设计分析和程序已在几篇论文中，但它们只 磁阻耦合器是同步耦合器中的一个典型的例子：它是基于 适用于磁滞电动机。Benabou 等人在[ 8 ]用 Jiles– 对构成磁路极性扩展的两个齿形零件相互啮合的转矩。另 Atherton模型时考虑到磁滞电机中磁性材料的磁滞 一方面，涡流耦合器是一个异步耦合器的一个例子：它是 行为。他们实现了一个完整的动态模型的电机， 基于导体和磁路之间的相对运动的转矩之间的传递[ 1] - 以估计其扭矩方面的性能。此外，他们验证了一 [4 ]。 些考虑到设计电机原型的分析。他们的分析对滞 后装置的建模有重要贡献，但结果显示一个复杂 如果传递的转矩低于拉出值滞后耦合器作为同步电机 的滞后材料模型的正确建立需要几个参数。每种 运行；高于拉出值，它开始逐步变化为异步型作为滞后电 硬磁材料的这些参数都不相同，它们可以通过昂 机[5] [8]。 贵的实验测试或复杂的算法，如图 Izydorczyk在 每种类型上的特点是部件之间有接触相对运动的情况。 [ 16 ]的所示中被定义，而在 Jiles–Atherton模型参 相对于所谓的 “电磁离合器”，电磁耦合器在特征上与其 数已经使用两组非线性方程定义。此外，动态模 有一定的区别。电磁耦合器是由电磁力激发的机械离合器。型是难以实现的，由于麦斯威尔方程的整合和硬 在这种情况下，转矩的传递是由于接触元件之间的摩擦力，磁性材料的参数难以建立。所以如果材料的改变， 电磁作用只是用来施加 （或释放）的摩擦表面之间的力。 模型也必须改变。 当疲劳，老化和磨损等方面成为电力传输的关键时， Kubota等人[6]分析了一些具有不同特性和性能的滞后 接触较少的耦合器让人非常感兴趣。其中，由于在汽车领 电机，分析了不同的硬磁材料。而且作者对硬磁材料的各 域中当耦合器的两个部分处于相对运动时，产生的转矩限 向异性和电滞电机性能的影响进行了深入的分析。分析 制行为和低通滤波作用，滞后耦合器被认为是有前途的。 结果表明，硬磁性材料的磁特性对电动机性能有很大影响。 就工作原理而言，磁滞耦合器是在交变磁场，具有大的磁 为了评估由电机产生的转矩，作者定义了一个基于积分场 滞回线，基于一条或一杯半硬磁材料磁化的夹杂物 制定的分析模型。除了振幅，磁化方向也被考虑在内。在 （SHMM）。在变化过程中，每当磁滞耦合器在磁路中相对 这个模型中，硬磁性材料在外加磁场中的磁化不是一个标 转动时，由于其庞大的磁滞回线。有