3.5　永磁体厚度、工作气隙、极数和永磁体轴向排列的合理匹配

永磁体选取后，其磁性能即为定值，但永磁体耦合面上剩余磁感应强度的大小与永磁体的厚度有关，当瓦形永磁体的形状给定后，磁力耦合面气隙中的磁感应强度就有一个相对应的值。通常将永磁体厚度与耦合面弧长之比称为永磁体几何形状系数，用η表示。实验表明在气隙不变的情况下，在η<0.4mm的区域内，磁感应强度Br随η增加，而且增加较快，在η>0.6mm的区域，η增加时Br却增加缓慢，如图3-19所示。

通常把永磁体排列为圆筒形的轴向长度Lb与磁体排列径向剖截面直径Dc的比值称为永磁体的长径比，除一些特殊设计外，其取值范围一般为0.2～1.7。磁场作用直径

式中　D3——外磁转子永磁体内径尺寸；

D2——内磁转子永磁体外径尺寸。

在磁力耦合传动器的磁路设计中，为了方便而且较为准确地选择并确定永磁体的磁极数目，引出磁极数系数Kj的概念，即

　　 （3-12）

式中　D——气隙平均直径，cm；

m——磁极数；

tg——工作气隙，cm。

从式（3-12）中看出：磁极数系数Kj与磁作用平均直径D成正比；与磁极数m、工作气隙tg成反比。由此认为Kj值与以上相关参量有密切的关联。在磁路设计中，确定相关参量是一项重要的参考值。在磁力耦合传动器的设计中，Kj值的选择范围为2.5～9.5。一般，工作气隙tg值大时Kj选大值；tg值小时Kj选小值。

引出并认识了磁极数系数Kj后，在磁路设计中对其他一些参考值应引起足够的认识和了解，有益于磁路设计。如：工作气隙的绝对气隙tg=R3-R2（R3为外磁转子永磁体的内半径；R2为内磁转子永磁体的外半径）和相对气隙rg=通常是在设计中选择确定的，通过大量的设计与试验后认为，这些参数在确定前还应参考图3-20所示的相对气隙rg与永磁体极数m之间的关系曲线来校验选择理想的磁极数m和磁体半径尺寸R3、R2。

图3-20给出了磁极数m与相对气隙rg的关系区域带，设计时可参考使用。磁力耦合传动的静态扭矩与磁极数系数的关系曲线如图3-21所示。

从图中曲线可看出，极数系数在4～6的范围为最佳设计选择值，曲线拐点为最佳点。