永磁滑差传动机构设计、仿真与优化

本书介绍了永磁传动设计计算方法，可作为机械传动相关领域的工程技术人员、管理人员和科研人员的参考书。

本书提出一种利用永磁非接触传动特性实现不中断动力换挡的方案，降低换挡冲击。在简要阐述相关磁学知识后，就利用永磁体本身磁导率低的特点，更进一步介绍磁学知识的应用场境，介绍了几种新发电机和电动机结构；并且重点介绍了永磁滑差传动机构方案的构思过程，性能与结构参数之间的关系、磁场仿真计算和优化设计；将已有的磁学理论和磁场仿真计算方法应用于新型的永磁滑差传动机构的设计研究，结合新结构的磁路特点提出了等效面积的计算方法。本书理论性和实用性强，可作为机械传动相关领域的工程技术和科学研究人员的参考用书。

邹政耀,金陵科技学院教授，主持完成江苏省教育厅自然科学基金项目1项，获得国家授权发明专利5项。主持在研金陵科技学院高层次引进人才项目一项

第1章绪论1
1.1研究的目的和意义1
1.2研究背景和研究内容2
1.3自动变速器换挡技术国内外研究现状3
1.3.1换挡品质指标的研究4
1.3.2离合器控制的研究5
1.3.3离合器和发动机联合控制的研究6
1.3.4离合器算法的研究9
1.4永磁传动技术国内外研究现状11
1.4.1永磁齿轮的国内外研究现状12
1.4.2永磁联轴器的国内外研究现状13
1.5本书的研究目标14
1.6拟解决的关键问题、研究方法及技术路线14
第2章磁学基础及几种永磁特种电动机16
2.1直线发电机的结构和工作原理16
2.2磁学相关知识17
2.2.1磁学术语18
2.2.2永磁体的相关知识21
2.2.3软磁材料的相关术语22
2.2.4磁路的相关术语25
2.2.5充磁技术28
2.3几种磁路有特色的装置29
2.3.1表贴式永磁电动机磁路的不足分析30
2.3.2一款直线发电机的结构及原理33
2.3.3一款低磁阻多气隙外转子永磁电动机35
2.3.4一款低磁阻多气隙内转子永磁电动机37
2.3.5双小气隙盘式永磁电动机38
2.4永磁传动装置的磁扭矩计算39
2.5本章小结39
第3章永磁滑差传动方案的研究40
3.1稀疏对称排列永磁体40
3.1.1联轴器传动模式41
3.1.2滑差传动模式41
3.1.3机构参数特性的研究42
3.2驱动磁盘扇形永磁体叠加方案46
3.2.1建立磁扭矩计算模型46
3.2.2数值计算结果分析51
3.2.3输出磁盘导向控制机构设计52
3.3具有偏心圆弧结构的异形永磁体方案53
3.3.1建立扇形永磁体的永磁滑差离合器计算模型54
3.3.2异形永磁体方案研究55
3.4永磁体相互作用临界位置的研究57
3.5间隙驱动控制系统设计61
3.5.1系统结构设计61
3.5.2力学性能分析63
3.5.3计算实例64
3.6本章小结65
第4章永磁滑差离合器磁扭矩仿真研究66
4.1仿真模型参数的研究66
4.1.1永磁体间最小气隙的确定67
4.1.2背面硅钢片厚度的确定74
4.1.3铁心中的磁通量密度分布研究75
4.2运动仿真模型的设置77
4.2.1运动驱动方式和驱动速度的设置77
4.2.2三维磁场仿真选项设置77
4.2.3局部三维网格模型调整78
4.2.4铁心材料及特性79
4.3平稳磁扭矩-相对转角特性的研究81
4.3.1沿分割线截面变化规律的研究81
4.3.2不同偏心圆弧方案对磁扭矩的影响82
4.3.3异形永磁体圆心角的讨论87
4.4边界条件设置和仿真结果87
4.5磁扭矩-相对转角特性的评价指标的研究88
4.6本章小结89
第5章永磁滑差离合器永磁扭矩测量试验及分析90
5.1试验方案研究90
5.1.1试验目的与试验方法90
5.1.2永磁体支架盘设计91
5.1.3扇形和异形永磁体制作92
5.1.4磁扭矩测试92
5.1.5磁扭矩结果93
5.2试验结果分析94
5.2.1单侧磁力问题95
5.2.2气隙和硅钢片中的磁场分布情况95
5.3临界位置和关键位置的磁通量密度分布分析102
5.4不同相对转速下的磁扭矩-相对转角特性曲线107
5.5使用等效面积法仿真计算磁扭矩规律108
5.6异形永磁体参数的遗传算法极值寻优119
5.7输出准确正弦规律的双曲柄连杆机构122
5.8本章小结123
第6章总结与展望124
6.1总结124
6.2展望125
参考文献126
附录MATLAB计算程序代码130