大间隙磁力传动系统的电磁体温升

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.018

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (11): 109-113.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.018

大间隙磁力传动系统的电磁体温升

许焰谭建平^†王军锋刘云龙祝忠彦

中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083

收稿日期:2013-02-05 修回日期:2013-08-17 出版日期:2013-11-25 发布日期:2013-10-11
通信作者: 谭建平(1963-)，男，教授，博士生导师，主要从事现代机电液控制理论与技术研究． E-mail:jptan@csu.edu.cn
作者简介:许焰(1976-)，男，博士，长沙学院副教授，主要从事磁力机械设计及控制研究．E-mail:x_y616@163．com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51075403， 31271057);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100162110004);湖南省自然科学基金资助项目(12JJ4038);湖南省 “十二五” 重点建设学科资助项目(2012);湖南省教育厅优秀青年科学研究项目(12B016);江西省自然科学基金资助项目(20122BAB206030)

Temperature Rise of Electromagnet of Large- Gap Magnetic Drive System

Xu Yan Tan Jian- ping Wang Jun- feng Liu Yun- long Zhu Zhong- yan

College of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,Hunan,China

Received:2013-02-05 Revised:2013-08-17 Online:2013-11-25 Published:2013-10-11
Contact: 谭建平(1963-)，男，教授，博士生导师，主要从事现代机电液控制理论与技术研究． E-mail:jptan@csu.edu.cn
About author:许焰(1976-)，男，博士，长沙学院副教授，主要从事磁力机械设计及控制研究．E-mail:x_y616@163．com
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国家自然科学基金资助项目(51075403， 31271057);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100162110004);湖南省自然科学基金资助项目(12JJ4038);湖南省 “十二五” 重点建设学科资助项目(2012);湖南省教育厅优秀青年科学研究项目(12B016);江西省自然科学基金资助项目(20122BAB206030)

摘要/Abstract

摘要： 为保证微型轴流式血泵的稳定、可靠运行，必须对大间隙磁力传动系统电磁发生装置的温升进行研究和控制．文中通过对磁力驱动系统各部件的温度分布、热量损失、热流密度以及热梯度等热物理参数进行分析，建立了系统电磁发生装置的热场仿真模型; 通过有限元仿真及实验研究，得到了系统温度场的分布和变化规律; 为保证人体适应性及电磁体的长时间运行，以控制电磁体温升为目标，对电磁驱动系统的电磁参数、运行环境参数等进行了仿真和优化设计．结果表明: 减少电磁体损耗和改善电磁体散热条件能够有效降低电磁体温升，当电磁体单个线圈通电电流小于0．56 A、空气流速大于3．5 m/s 时，电磁体最高温度不超过50℃．

关键词: 电磁体, 磁力传动, 大间隙, 温升, 有限元仿真, 优化设计

Abstract:

In order to guarantee stable and reliable operation of micro axial- flow blood pumps,the temperature riseof electromagnet in the large- gap magnetic drive system should be investigated and accurately controlled.In thispaper,the temperature distribution,heat loss,heat flux and thermal gradient of various components of the systemwere analyzed,and a simulation model of the thermal field of the electromagnet was established.Then,the distri-bution and variation law of the system temperature field were obtained via finite element simulation and experimentinvestigation.Finally,to meet the requirements of human body adaptability and long- term running of the electro-magnet,the electromagnetic and environmental parameters of the electromagnetic drive system were simulated andoptimized by taking a suitable temperature rise of the electromagnet as the target.The results show that the tempera-ture rise of the electromagnet can be effectively reduced by decreasing the loss and improving the heat emission con-dition of the electromagnet; and that the highest temperature of the electromagnet does not exceed 50 ℃ when thecurrent of electromagnet coils is lower than 0.56A and when the air velocity is higher than 3.5m/s.

Key words: electromagnet, magnetic drive, large gap, temperature rise, finite element simulation, optimal design

中图分类号:

TM351

许焰谭建平王军锋刘云龙祝忠彦. 大间隙磁力传动系统的电磁体温升[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(11): 109-113.

Xu Yan Tan Jian- ping Wang Jun- feng Liu Yun- long Zhu Zhong- yan. Temperature Rise of Electromagnet of Large- Gap Magnetic Drive System[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(11): 109-113.

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大间隙磁力传动系统的电磁体温升

Temperature Rise of Electromagnet of Large- Gap Magnetic Drive System

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