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永磁滚筒中永磁齿轮磁场的计算

编辑:潍坊隆昌机电科技有限公司时间:2020-05-22

  关于永磁滚筒磁场计算的方法有很多种,根据电磁场理论及数学模型,对于边界条件简单而且规则的磁场我们很容易就能通过计算直接得到结果。但是对于磁性齿轮传动机构的中的磁场而言,由于机构内部永磁体的数量较多且分布复杂,因而所形成磁场的分布也就较为复杂。再加上磁性齿轮传动机构中所选用的永磁材料都是各向异性的,这就使得在采用电磁场理论对磁性齿轮的磁场进行算和分析时的难度大大增加。对于磁场较为复杂的磁性齿轮机构,其磁场分析和计算目前常用的方法主要包括磁路法、图解法、试验法、解析法和数值计算法等。

  在这些常用的磁场计算方法中,前四种磁场计算和分析的方法主要适用于解决磁场分布比较简单的情况,而且在采用这几种方法对磁场进行分析计算时所得到结果的精度都比较低,较难得到接近实际情况的运算结果。

  近年来,随着计算机技术的迅猛发展以及在模拟计算领域中的大规模应用,使得实现对边界和分布较为复杂的磁场的准确计算成为可能。因而,对于像永磁滚筒磁性齿轮这样磁场分布比较复杂而且计算精度要求比较高的情况,可借助计算机利用数值计算的方法对磁场进行速度而准确的计算和分析。而在数值计算中比较常用的方法主要有两种:有限元法和积分方程法。

  一、有限元法:

  根据电磁场理论,可利用等效电流法建立永磁体的简化物理模型。在该模型中,整体的永磁体都可以看作表面附有面电流的导电体,且该导电体的磁导率取决于该永磁材料的退磁曲线。通过该模型的建立和简化,磁性齿轮传动机构永磁体间磁场的计算就转变为与之等效的电磁场的计算,从而简化了磁场的分析和计算的过程。

  二、积分方程法:

  根据永磁滚筒电磁场理论可知,由永磁体所产生的磁场的分布是开区域、没边界的而在采用有限元法对磁性齿轮的磁场进行计算时,须要规定一个计算的边界当边界所选定的区域面积过小或不合理时,会使得计算的结果与实际情况产生较大的偏差。与有限元法计算磁场的特点不同,积分方程法是从宏观角度对磁场进描述的,即不需要对所求解的磁场划定求解边界,从而避免了在边界条件选定时所造成的计算偏差,提高了对磁场结果计算的精度。

永磁滚筒磁选机