WindageLoss

介绍

磁力联轴器在使用内部和外转子之间建立的磁场传输扭矩，无需轴之间的机械接触。

正是这种无接触的特点，其通常应用于轴处于两种不同的介质，在转动过程中需要防止从一个区域到另一个区域的流体或气体泄漏。比较经典的例子是在一些泵的应用。

类似于机械联轴器，磁力联轴器同样可以提供轴向和径向的刚度。

磁力联轴器器主要的组成部分有外转子、内转子和隔离套。

建模

Baffalo中MagnetCoupling模块可对磁力联轴器进行仿真和计算，求解计算采用开源软件FEMM。

这里对一个小的磁力联轴器进行仿真，设置内转子的内径为10mm, 外径为28mm, 外转子内径为35mm， 外径为52mm, 联轴器长度设置为20mm。可以看到在磁力轴承中为了满足装配需求，两个磁铁间的间隙不能设置的太小，这会导致联轴器额定扭矩不会很高。

S=RMaterial('Magnetic');
Mat=GetMat(S,[36,72,92]'); % Set Material
PairNum=8;

Mat{1,1}.Mux=1.124;
Mat{1,1}.Muy=1.124;
Mat{1,1}.Hc=800000;
Mat{1,1}.BHPoints=[];
        
inputStruct1.Pair=PairNum;
inputStruct1.A=10;
inputStruct1.B=28;
inputStruct1.C=35;
inputStruct1.D=52;
inputStruct1.OuterMagnetSize=[8,3];
inputStruct1.InnerMagnetSize=[8,3];
inputStruct1.Width=20;

paramsStruct1.Material=Mat;
paramsStruct1.Dx=0;
paramsStruct1.Dy=0;

Conn= connection.MagnetCoupling(paramsStruct1, inputStruct1);
Conn= Conn.solve();
Plot2D(Conn);
Plot3D(Conn);

Step=360/PairNum/20;
Angle=NaN(1,21);
Torque=NaN(1,21);
for i=1:21
  Angle(i)=Step*(i-1);
  paramsStruct1.Rot=Step*(i-1);
  Conn= connection.MagnetCoupling(paramsStruct1, inputStruct1);
  Conn= Conn.solve();
  Conn=CalMagneticField(Conn);
  Torque(i)=Conn.output.FEA_Force(3);
end

figure
plot(Angle,Torque)

仿真

通过设置旋转的角度，来计算其峰值扭矩，下图分别为0°，22.5°，45°下的磁场

得到扭矩和角度的关系如下，该联轴器最大扭矩在1200 Nmm左右，当内转子的磁铁转到外转子磁铁中心位置时，扭矩最大，额定的工作扭矩可以设置在极限的60%~70% 左右，在800 Nmm的水平。

参考文献

[1] KTR coupling
[2] https://www.feacat.com/2025/07/20/MagnetCoupling/

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