磁力磁力矩地計算

1、磁力及磁力矩地計算磁力及磁力矩地計算磁力及磁力矩地計算合用標準文案第6章磁力的計算由理論力學可知，系統(tǒng)在某一方向的力和力矩等于在該方向的能量梯度，可表達為：FiW,TW(6-1)qii式中，W為系統(tǒng)的能量，qi在i方向的坐標，F(xiàn)ii方向的力，T作用在方向的力矩，旋轉角。1吸引力的計算1)氣隙能量有解的表達式:Bg2AgLgBg2AgLgW或W(6-2)208由上式得吸引力:Bg2Ag（6-3）F20式中，F(xiàn)吸引力N，Bg氣隙磁密Wb2，Ag板面積m2，0真空磁導率m4107Hm若是氣隙較大,Bg不均勻，能量表達式由(3)得引力應為:Bg2Ag(6-4)F8式中，F(xiàn)吸引力dyn，BgG，Agcm

2、2。為了計算方便，將上式化為：2FBg（6-5）Ag4965式中，F(xiàn)kgf，BgG，Agcm2。1Bg2（6-6）WdV20dV為氣隙體積元，積分在全部氣隙中進行，若是r1時，0應改為0r0，此式由計算優(yōu)秀文檔合用標準文案W機求出W，再由求出Fi。qi3）也可不先求W，直接按下式求出磁吸引力F：Fpds（6-7）作用于磁體上的磁吸引力；包圍該物體的任意表面；作用于該表面上的應力；的表達式為：p1nBB21B2n（6-8）00n沿積分表面s法線方向的單位矢量；磁感覺強度矢量4）下面介紹RC05與鐵氧體之間的磁吸引力。試考據(jù)明，在永磁體直徑D等于高度Lm時，吸引力最大。故假定LmD1，此時，氣隙磁

3、密Bg可用以下公式（注：此法由磁核積分法導出）。LgBgBr1D21LgD在磁力試驗中發(fā)現(xiàn)永磁體的BHC也起作用，故將上式改為：LgBgBrBHC1D(6-9)21LgD例，求兩個鐵氧圓環(huán)之間的吸引力。兩環(huán)的磁特點和幾何尺寸為：Br3500G，BHC2250Oe，d外5.0cm，d3.2cm內優(yōu)秀文檔合用標準文案高度Lm1.5cm可把圓環(huán)看作是直徑D1d外d內和高度Lm的圓柱繞z軸旋轉而成的，故可用（6）2和（10）式聯(lián)立求解。試驗結果和計算結果表面，當相對氣隙LgD0.5以前計算值和試驗值周邊。排斥力的計算由庫倫定律可知，排斥力在數(shù)值上與吸引力相等，F(xiàn)0Qm1Qm2（6-10）4r2當Qm1

4、與Qm2符號相同，為排斥力；當Qm1與Qm2符號相反，為吸引力。這個條件F引F斥對于線性退磁曲線的鐵氧體和稀土鉻永磁體，基本滿足，而對于A1NiCo等的永磁體不滿足。這個條件即使對RCO5,吸引力也稍大于排斥力。這是由于在排斥條件下，有一磁矩偏離原來的方向，從而使磁板厚度有所減小。若是兩個永磁體的退磁曲線與縱坐標的交角湊近450，則M在退磁場中變化越渺小。例，利用磁荷積分法，求出吸引力與排斥力，將排斥力的計算值與試驗值比較，可知：1）當LgD0.5時，計算值和試驗值湊近；2）當Lg較小時，計算值大于試驗值；3）當Lg大時，計算值小于試驗值。故在利用排斥力的系統(tǒng)中，為了牢固，常使用中等氣隙。由于

5、氣隙太小時，排斥力與氣隙的曲線太陡。氣隙稍有變化，排斥力變化太大，不利于牢固。而氣隙Lg太大，則排斥力太小，需要使用更多的永磁資料。所以選擇中等氣隙較合適。力矩的計算永磁力矩電機的力矩。優(yōu)秀文檔合用標準文案TCeNI（6-11）T力矩（Nm，除以9.8九化為kgfm）；Ce常數(shù)，決定于電機的詳盡結構；NI每板的總電流（A）；每板的磁通量（Wb）.磁力傳動器的力矩計算。平面軸向磁力傳動器。靜止時，永磁體的工作點在A，這是低狀態(tài)，轉動時，主動體與被動體有一個角度差（或較相位差），永磁體的工作點在C，這是高狀態(tài)，它的能量用下式計算：面積1OACVmH1（6-12）WBrH282Vm為全部永磁體的體積

6、，Vm2AmLm在A點有：B1Amkf1Bg1Ag（6-13）H1Lmkk1Hg1Lg在C點有：B2Amkf2Bg2Ag（6-14）H2Lmkr2Hg2L2gr2上兩式各符號的意義與磁導法中相同。角標1對應A點，角標2對應C點。假定，AgAm（忽略漏磁），Bg1Hg1,Bg2Hg2上面條件在空氣和真空中成立，在u，無磁不銹鋼中也基本成立，得：A1，Ckf1H1LmB1Lgkr1（6-15）kf2H2LmB222krL2gr利用BrHB的關系，求出優(yōu)秀文檔合用標準文案H1Br1kr1LmLg1kfH2Br21kf2kr2LmL2gr于是獲取能量表達式：1Vm211WBr11LmLg282kr2L

7、m2r21kfkr1kfLg進一步計算力矩：W1Vm2kf2L2gr23T2rr28Br2Lm2krkf2Lm122krL2grLg令，cosRg2r2rsinL2gr2代入（23）式，得：1Vm2kf2rLmsincos2TBr2L2g228krkf2Lmcos12Lgkr當kf2kr21時，欲獲取最大力矩Tmax，由式（24）確定條件是：50.40,LmLg3代入式（24）中，得，Tmax1.32102Br2Amrdyncm式中，BrG;Amcm2，永磁體的面積；cm，永磁體的半徑。注意：6-16）6-17）6-18）6-19）優(yōu)秀文檔合用標準文案（a）當kf2kr2和LmLg的值變化時，

8、的最正確值也要變化；（b）在Lg較大的場合，kf2kr21和LmLg3這兩個條件不能夠試驗，這時獲取的力矩明顯小于Tmax。Tmax時理想設計的最大值，在Lg較小時，能湊近Tmax。（c）實質計算時應試慮氣隙磁密分布的狀態(tài)（它和極數(shù)有關）。系數(shù)，當氣隙磁密時理想的矩形波時，為1.0；當氣隙磁密分布時理想的正方形波時，為0.5。當氣隙磁密在兩者之間，在0.5與1.0之間取值。為設計留有余量，一般取0.5。（d）由氣隙磁能求力和力矩氣隙磁電Wg可經過氣隙磁通g，氣隙磁壓降g，平和隙磁導Pg來表示：11212Wg2gg2gpg2gpg(6-20)按理論力學求力和力矩的法規(guī)，在x方向的力，F(xiàn)xWg1g

9、g1g2pg1g2pgx2x2x2（6-21）x方向的力矩，Wg1gg1T22g2pg1g2pg（6-22）2例，求兩平行磁極之間的吸引力。氣隙截面Ag，縫隙Lg，pg0AggHgLg，gBgAg，Lg優(yōu)秀文檔合用標準文案Wg12pg120Ag122g1HgLgLg20HgLgAg2或1g2pg1BgAg2Lg1Bg2LgAg220Ag20或112gg2BgHgLgAg軸向吸引力Fx，F(xiàn)xWgWg10Hg2Ag1Bg2Ag1BgHgAgxLg2202這三個式子是等價的，由于，Bg0Hg式中，BgWbm2,HgAm,Agm2,FN,04107Hm例2，同軸圓柱表面由徑向磁通引起的軸向力。同軸圓柱表面的徑向氣隙Lg，可動小圓柱的半徑r1，深入大圓筒內的深度為l，欲求小圓柱所受的軸向力Fz。解：徑向氣隙中的磁導pg，20r1Lg2pgLgFz12pg0r1Lg222glgLg