高温磁力泵的理论与试验研究

工业泵网磁力泵以其无泄漏的特点,在输送危险、贵重等流体介质时有着广泛的应用。近年来随着计算机技术的发展,国内外学者对磁力驱动泵的研究取得了一些理论研究成果,但其内磁转子上永磁体的高温退磁问题限制了磁力泵的进一步发展。本文就高温退磁问题,设计了一种新型磁力驱动装置,采用新的电磁耦合法进行模拟计算,并对影响新型驱动装置传递转矩大小的因素进行了研究分析。主要的研究内容如下：1.阐述了磁力泵和磁力驱动技术的工作原理、应用特点以及磁力泵的发展趋势和在发展过程中需要解决的主要问题,提出将内磁转子更换成扭矩环结构的设想以解决高温退磁问题。2.从磁性材料选择及磁路设计等方面综合考虑,设计出一种用于高温磁力泵上的磁力驱动装置。3.根据电磁之间的相互作用关系,剖析了新型驱动装置的工作原理：电机带动外磁转子旋转,扭矩环切割磁感线产生感应电流,感应电流产生的磁场和永磁体产生的磁场再相互作用,从而带动扭矩环异步转动。4.分析了新型驱动装置的电磁场理论,并总结了求解电磁力和电磁转矩的三种方法。5.通过改变外磁转子和扭矩环之间的相对速度关系,发现了可以直接模拟出感应电流的电磁耦合模拟方法,并在后处理中利用虚功原理及麦克斯韦应力法求出磁力传动机构传递的转矩值。分析了外磁极个数、转速差、铜条根数、轭铁厚度、气隙厚度和磁体厚度对传递转矩的影响。6.为验证模拟结果的可靠性,设计了一套简单的试验装置,并进行了试验；根据最大切应力理论对扭矩环做了强度校核。

磁力泵(磁力驱动泵)主要由泵头、磁力传动器(磁缸)、电动机、连接底板等几部分零件组成。磁力泵磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了"跑、冒、滴、漏"问题。