异步磁力联轴器气隙磁场计算的二次开发研究

磁力联轴器应用永磁体的磁力实现无接触传动，将传统泵的动密封转变为隔离套与机体的静密封 ，从而有效地解决了驱动泵的泄漏问题 。

其中，异步磁力联轴器是为了解决同步磁力联轴器内转子上永磁体在高温下退磁导致联轴器无法正常工作的问题而研制的，也是江苏大学许士芬(香港)联合研究所应用反求设计技术u 研制而成的电磁感应式磁力联轴器口，其结构如图1所示p。

与同步磁力联轴器相比，异步磁力联轴器只有外转子上含有永磁体，内转子不含有永磁材料，故输送高温介质时，由于隔离套的阻隔作用，永磁体不与介质接触，从而解决了内转子磁钢高温退磁的问题。图1中，异步磁力联轴器内转子4与外转子7之间的空气间隙被称为气隙，主磁通主要是通过气隙进入内转子以传递扭矩，同时能量传递的过程也主要发生在气隙。异步磁力联轴器气隙磁场强度决定了输出转矩的大小，从而反映了磁力联轴器的性能大小，所以对气隙磁场的分析研究是有必要的。

本文主要讨论异步磁力联轴器处于静止状态，即只有外转子永磁体在气隙中产生磁场，而忽略隔离套和内转子内部涡流在气隙中产生磁场时，联轴器气隙处任意-点的磁场强度。如图2所示为异步磁力联轴器的数学模型，在模型中省略了隔离套和内转子，目的是为了方便模型的建立以及坐标系的表示。由图2可以看出，异步磁力联轴器静态气隙磁场强度的影响因素主要有：永磁材料、永磁体径向厚度 (R -R。)、永磁体轴向长度L和气隙处任意-点A的位置 (设该点的径向尺寸为 p)。为了提高异步磁力联轴器的性能，需要在静止状态且不改变其他结构参数的情况下，只改变永磁材料、永磁体径向厚度、永磁体轴向长度和气隙处任意-点A的径向尺寸之-，来研究各自对气隙磁场的影响。

1.从动轴；2.机体；3.覆铜层；4.内转子；5.主动轴6.隔离套；7.外转子；8.钕铁硼永磁体；9.密封圈图1异步磁力联轴器的结构收稿日期：2013-01-16基金项目：国家自然科学基金项目 (51075189)作者简介：卢丹 (1989-)，女，江苏人，硕士研究生，研究方向为磁力机械 。

1 10] 第35卷 第6期 2013-06(下)务l 匐 化图2 异步磁力联轴器的数学模型VB6.0是-种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，能用于Windows环境下的各种应用软件的开发，此外，VB还提供了易学易用的应用程序集成开发环境和支持多种数据库系统的访I司I制，但VB提供的数学函数较少，矩阵计算能力及图形显示方面的能力较弱；MATLAB译于矩阵实验室，现已渐渐发展成为-种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型交互系统和高级语言，MATLAB矩阵计算能力强、绘图功能强、计算结果和编程可视化、编程效率高 ，但是MATLAB与用户的交互界面及数据显示功能较弱。本文主要讨论将VB灵活的图形用户界面开发功能与MATLAB强大的数据处理功能进行无缝结合，实现VB的二次开发，以解决VB和MATLAB的应用问题，使用户在无需深入掌握两种软件的情况下也能对异步磁力联轴器的气隙磁厨行计算和分析，从而加快设计速度、缩短设计周期。

1 气隙磁称算的程序流程图为了直观分析各因素对气隙处任意-点的磁场强度的影响，将MATLAB的矩阵计算能力结合VB的可视化应用界面实现图形显示，即VB提供参数输入界面，将用户界面 中的参数传递到MATLAB的工作空间，再通过VB编程语言调用MATLAB执行绘图程序，最后将MATLAB输出的图形回调到VB中并显示在VB的用户界面上。这样用户即可通过改变永磁材料、永磁体径向厚度、永磁体轴向长度和气隙处任意-点的径向尺寸来查看计算结果，从而实现异步磁力联轴器静态气隙磁场强度的计算、分析-体化运行，程序流程图如图3所示。

图3 程序流程图2 气隙磁称算中界面的设计此二次开发是在window7环境下实现VB6.0对MATLAB函数的调用，具体开发工具为VisualBasic6.0，MATLAB的版本为7.12。

启动VB6.0可视化编程环境，进入VB的设计工作模式～VB的用户应用界面分为四部分：第- 部分是输入参数，为了使整个设计界面具有层次性，且方便用户能直观分析各类型的参数对静态气隙磁场的影响，将输入参数分为两大类：尺寸参数和性能参数，分别放在两个框架控件中；第二部分是加载异步磁力联轴器的数学模型，使读者可以通过图形更加方便的分析理解各参数影响气隙磁场磁感应强度的原因；第三部分是显示计算结果，在界面上设置了三个图像框用来显示异步磁力联轴器静态气隙磁场在3个方向上磁感应强度的变化，因为MATLAB输出图形的默认尺寸过大，无法将三个图形同时放置在界面上，因此可以在每个被调用的MATLAB函数的最后加-句程序set(gcf，Position，400，100，420，315)，从而可以缩小 图片，易于放置在对应的图像框中；第四部分是命令按钮，生成的异步磁力联轴器的参数设置界面如图4所示。

3 气隙磁称算中程序的实现VB调用MATLAB程序的方法很多，比如利用动态链接库DLL技术、使用动态数据交换DDE技术和使用ActiveX技术 。其中ActiveX技术保留了第35卷 第6期 2013-06(下) 111l l 匐 化联轴器静态气隙磁场的影响因素有永磁材料、永磁体径向厚度 (R：-R )、永磁体轴向长度L和气隙处任意-点A的径向尺寸 P，若要研究各参数对气隙磁场的影响，只要在静止状态下，只改变其中- 个参数，保持其他参数不变来计算磁感应强度的大校5 结束语本文讨论的是异步磁力联轴器气隙磁称算的基于VB6.0调用MATLAB的二次开发方法的研究。VB可视化界面开发功能强大，但矩阵计算能力及图形显示方面的能力较弱，而MATLAB计算和绘图功能强大，但与用户的交互界面及数据显示界面功能较弱，所以本文结合两者的优点进行二次开发，解决了两者在应用方面的问题。用户可以通过在VB用户界面上输入不同数值的参数来比较静态气隙磁场的空间分布 ，从而分析研究各参数对气隙磁场的影响，实现静态气隙磁场的计算、分析-体化运行，进而可以优化参数以进-步提高异步磁力联轴器的性能。因此用户在无需深入掌握两种软件的情况下也能对异步磁力联轴器的气隙磁厨行分析和计算，从而可使设计人员降低工作量，加快设计速度。