磁粉离合器设计制造过程中需要考虑的主要内容
磁粉离合器的结构电磁参数设计是其设计工作的主要内容，设计方法方面主要有：经验设计法、磁路法和场数值计算法。沈世恩、刘春民等分别就磁粉离合器的设计过程，导磁体、磁粉材料的选用及处理，主要参数确定依据和方法等内容进行了初步的探讨与分析。文献中详细介绍了磁粉离合器的磁路计算方法与步骤，方法简单明了，但是设计精度不高。烟台大学的张青以不降低转矩，而尽可能可能减小磁粉离合器体积为设计目标，以磁路计算方法为基础，对磁粉离合器进行了优化设计。场数值计算方法中以有限差分法、有限元法和边界元法应用代表性。由于我国对磁粉离合器的研究起步较晚，场数值计算方法在磁粉离合器设计中的应用很少，但已在同类产品的设计中得以广泛应用，其也必将成为磁粉离合器电磁场设计分析的主要方法手段。
磁粉材料性能是影响磁粉离合器性能的重要因素。高性能软磁磁粉的研制与应用是提高磁粉离合器性能的有效途径。刘湘链、何火生采用非真空中频感应炉溶炼、氮气雾化，水中萍冷的制粉工艺，研制了具有良好磁性能和机械工艺性能的铁钴镍软磁合金磁粉上海材料研究所对磁粉材料进行了较为细致的研究二，通过大量试验研究了磁粉粒径及其配比关系、磁粉流动性、磁粉填充密度等参数对磁粉磁性能的影响关系，并建立了磁粉离合器电磁力关系模型，研究成果对统一磁粉静态磁性能、测试方法，简化磁粉离合器主要参数的设计计算，指导磁粉材料的选取等问题具有重要的参考价值。常规磁粉离合器中所应用的微米级晶粒的软磁性能具有随粒径进一步减小而恶化的规律，限制了磁粉离合器性能的进一步提高。纳米晶软磁材料是近年来磁性材料研究领域研究热点和学科发展前沿，表现出高饱和磁感应强度、高磁导率、高热稳定性、低矫顽力等十分优异的综合软磁性能且其的纳米晶粒和高浓度晶界特性，产生小量子尺寸效应和晶界效应，表现出与普通微米级晶粒材料有本质差别的力学、磁、光、电等性能，有望显著提升磁粉材料的综合性能。
磁粉离合器散热及温升分析是其设计中的一项重要内容。在磁粉离合器热分析中釆用的方法有简化算法、等效热路法和场数值计算方法。文献采用温度简化算法建立磁粉离合器温升与各变量间的关系，提出增大磁粉离合器滑差功率的设计方法，并进行了试验验证。计算方法方便、简单，但计算精度低，无法准确反映磁粉离合器内部温升及规律。文献设计了一种磁粉离合器回转热管散热结构，并采用等效热路法对磁粉离合器回转热管散热进行了分析计算。同样存在计算准确性不够的问题。目前，在需要获得温度场分布和变化规律，准确反映散热体各部分热量的获取和损失、热梯度、热流密度等热参数的场合，则须采用场数值计算方法，其中以有限差分法、有限元法和有限容积法应用最多。文献在二维轴对称、滑差功率全部用于内部温升等假设条件下利用有限差分法分析了磁粉离合器在各种不同工况下的温度场分布，与试验结果较吻合。其它数值计算方法在磁粉离合器温度场分析设计中的应用还未见有文献报道，但在其它电磁产品，如，电动机、发电机、变压器等设备的温度场分析得以普遍应用。
摘自《高性能车用磁粉离合器的研究》，王程，南京理工大学博士论文，2012
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