单作用差动可变量多速马达性能研究

• 作 者: 刘春晓
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2020年03期
• 关键词: 双定子 变量马达 转矩转速 仿真分析 泄漏

基于双定子马达的基本原理,设计了一种单作用可变量双定子马达,该马达不仅具备了双定子马达的基本特点,同时在变量机构的作用下,马达排量可以实现连续变化。本文主要针对单作用可变量双定子马达各方面的性能进行了分析。首先对单作用可变量双定子马达的变量方式进行了分析,设计了一种伺服阀控制液压缸的变量机构,确定了单作用可变量双定子马达的基本结构,并借助二维软件绘制马达的结构简图,同时使用SolidWorks对马达进行三维建模,在此基础上对马达的基本原理进行了分析,同时对关键的结构进行了介绍。然后在应用层面,探究了单作用可变量双定子马达在调速回路中的创新应用,验证了其具体的实用性。其次由于该马达为单作用,因此对马达的转矩波动性进行了研究,并以图像的形式对马达的四种工作方式(内马达单独工作、外马达单独工作、内外马达同时工作、内外马达差动工作)下的转矩脉动进行了对比分析。对转矩脉动的影响因素进行了分析,探究了滚柱连杆组的数目对马达转矩脉动的影响,同时以内外马达差动工作为例分析了滞后角对输出转矩波动性的影响。与此同时,本文对马达的结构特性进行了分析,分别从受力、流场、泄漏三个方面来进行。在马达的受力特性方面,主要从受力较为复杂的转子以及定子入手,在马达的四种工作方式下对其受力进行计算,并借助MATLAB软件对其进行模拟仿真,得到转子与定子的受力大小与方向的变化规律。马达排量改变后,内部的流道位置会有所变化,借助Fluent软件分别对内马达与外马达内部的流道流场情况进行了数值模拟,仿真得到的速度与压力损失情况有利于对结构采取进一步的优化设计。在泄漏方面,借助了流体力学的相关内容对单作用可变量双定子马达内部轴向与径向的泄漏量进行了计算总结,同时分析了内外定子连接体与侧板之间的泄漏,并采取了改进结构的措施来降低了这一部分的泄漏。最后,对马达样机进行了加工,同时搭建了马达的液压试验平台,对其进行原理性试验,同时验证马达工作的可行性,为马达进一步的优化设计提供了实验依据。