1.3　磁力耦合传动装置的运动特性

磁力耦合传动装置的运动特性是指它的稳定性、分离性和可靠性。

1.3.1　磁力耦合传动装置的稳定性

磁力耦合传动装置具有良好的稳定性。这是由于主、从动磁组件相互间无接触，不存在刚性连接。当主动件或从动件发生突变或振动时，由于主、从动件间不直接传递运动，因此可完全避免振动或突变的传递，实现装置的平稳运行。其具体表现为：

（1）机械特性

磁力耦合传动装置做旋转运动时，由于是恒扭矩传动，正常运动时，主、从动磁组件是同步的，即转速相同（n1=n2）。机械特性通常由输出特性来表征，是恒定不变的。

（2）传动的透穿性

传动系统的输入扭矩T1随其输出扭矩T2变化而变化的性质称为传动的透穿性，如果T2变化时T1保持恒定不变，则此传动系统具有非透穿性，或称该系统具有不可透穿性。磁力耦合传动装置属恒扭矩传递运动，是绝对非透穿系统。

（3）输出刚度和自动适应性

传动系统的输出转速n2随输出扭矩T2变化的程度在技术上称为输出刚度，用K表示：

显然，输出刚度K是输出特性曲线n2-T2在某一工况点处斜率的负值，一般情况下，它是随工况点的不同而变化的，K值大，输出特性硬，K值小，输出特性软，如图1-15所示（图中C为常数）。

从图中曲线可见，当扭矩恒定时（T2=C），输出特性的K=0，具有最硬的输出特性，而在功率恒定时（曲线为等腰双曲线，T2n2=C），输出特性具有可变化的输出刚度，即在低转速区具有硬的输出特性，而在高转速区具有软的输出特性，可见，磁力耦合传动装置是一种具有可变化输出刚度的装置。

由于某种意外因素的影响，转速调整，输出扭矩与载荷自动调节达到适应的特性称为传动系统的自动适应性，具有恒定功率输出特性的传动装置在许多工况下都有着非常理想的自动适应性。磁力耦合传动系统为软连接方式，具有恒定功率输出特性，是较为理想的传动装置。

（4）允许输出特性

对输出转速n2进行调节时所能输出的最大功率Pmax与转速n2的关系称为允许输出特性。一般常见的允许输出特性有恒扭矩型和恒功率型两类。

传动系统输出特性与允许输出特性的差别在于：

①在输出特性中n2的变化是由于载荷的扭矩T2的变化而引起的，在允许的输出特性中n2的变化是由于传动进行调节所引起的。

②输出特性中的扭矩T2、功率P2是传动系统的实际输出量，其量值取决于载荷大小和工况状态；而允许输出特性中的扭矩T2和功率P2是传动系统能够输出的最大扭矩和最大功率，它取决于传动系统的机械结构强度等物理条件。

（5）磁力耦合传动装置的功率（P）与扭矩（T）的特性

当磁路设定以后，因为磁耦合传动是恒扭矩传动，其转速是恒定的，所以功率也是设定的额定值，P=，因为Tn=C，所以P=常数。其特性曲线如图1-16所示。

大量的实验证明：在额定负载下，磁力耦合传动装置的转速n增加，功率P增大，这时传递扭矩T按规律也相应增大，但增大幅度小，当传递扭矩T增大到最大扭矩时，磁力耦合传动装置滑脱。这个实验证明了磁力耦合传动装置在传递扭矩的过程中具有恒定最大传递扭矩的性能。

因为最大传递扭矩恒定，所以对磁力耦合传动装置来说，最大传动功率与转速成正比。在传动功率额定的情况下进行传动，转速越高，所需扭矩越小，因此，传动装置体积小，其稳定性也大为提高。

综上所述，当受到外界扰动时，磁力耦合传动装置具备了可以自动恢复到原来运行状态的能力，是一种稳定性较好的装置。

1.3.2　磁力耦合传动装置的分离性

前面阐述了磁力耦合传动装置的多种运动形式，无论是同步运动，还是异步运动，都具有一个共同特点即运动的分离性。

磁力耦合传动装置的主动磁组件和从动磁组件之间是无接触的软连接。这种绝对分离、完全依赖耦合磁场的作用来传递力和力矩的软连接装置，当与其他装置相配合时，可根据不同的传动要求完成各自的运动轨迹，非常灵活自如而且多样化。

由于磁力耦合传动装置的分离性特点，使得主、从动磁组件之间可用隔离套将其分隔在两个完全不同的体系中，同时隔离套无疑起到全密封的作用，仅这一特性就使得工业传动控制的许多动密封场合可直接用磁力耦合传动装置进行改造后变为静密封。而且，由其分离性特点造就的多种复合运动形式，还使得现代工业中大量复杂的机械传动装置得到简化并且便于控制及维修。

1.3.3　磁力耦合传动装置运动的可靠性

为了验证磁力耦合传动装置运动的可靠性，对其进行包括不同磁极数、永磁体不同排列方式、各种运动形式、不同外形尺寸以及传递不同扭矩等多种类型的磁力耦合传动装置的大量实验是十分必要的，其内容包括：

①扭矩、转角差的测量；

②大磁隙磁力耦合传动装置的扭矩测试；

③磁控制阀的运动参数及测试，并对测试数据进行可靠性分析；

④启动过程的随机测试；

⑤多种载荷运动状态的性能试验；

⑥多种载荷超载状态的试验；

⑦脱耦条件的分析；

⑧转速、扭矩及功率的测试与分析；

⑨振动、噪声及温度等的影响；

⑩磁涡流对运动可靠性的影响试验等。

经过上述大量的可靠性试验及研究，结果表明磁力耦合传动装置与其他传动装置相比，更显出其高可靠性的优点，因而被广泛应用于工业生产的许多领域及较为复杂的传动系统中，以满足各种可靠性要求很高的运动系统的需要。