3.5　永磁體厚度、工作氣隙、極數和永磁體軸向排列的合理匹配

永磁體選取后，其磁性能即為定值，但永磁體耦合面上剩余磁感應強度的大小與永磁體的厚度有關，當瓦形永磁體的形狀給定后，磁力耦合面氣隙中的磁感應強度就有一個相對應的值。通常將永磁體厚度與耦合面弧長之比稱為永磁體幾何形狀系數，用η表示。實驗表明在氣隙不變的情況下，在η<0.4mm的區域內，磁感應強度Br隨η增加，而且增加較快，在η>0.6mm的區域，η增加時Br卻增加緩慢，如圖3-19所示。

通常把永磁體排列為圓筒形的軸向長度Lb與磁體排列徑向剖截面直徑Dc的比值稱為永磁體的長徑比，除一些特殊設計外，其取值范圍一般為0.2～1.7。磁場作用直徑

式中　D3——外磁轉子永磁體內徑尺寸；

D2——內磁轉子永磁體外徑尺寸。

在磁力耦合傳動器的磁路設計中，為了方便而且較為準確地選擇并確定永磁體的磁極數目，引出磁極數系數Kj的概念，即

　　 （3-12）

式中　D——氣隙平均直徑，cm；

m——磁極數；

tg——工作氣隙，cm。

從式（3-12）中看出：磁極數系數Kj與磁作用平均直徑D成正比；與磁極數m、工作氣隙tg成反比。由此認為Kj值與以上相關參量有密切的關聯。在磁路設計中，確定相關參量是一項重要的參考值。在磁力耦合傳動器的設計中，Kj值的選擇范圍為2.5～9.5。一般，工作氣隙tg值大時Kj選大值；tg值小時Kj選小值。

引出并認識了磁極數系數Kj后，在磁路設計中對其他一些參考值應引起足夠的認識和了解，有益于磁路設計。如：工作氣隙的絕對氣隙tg=R3-R2（R3為外磁轉子永磁體的內半徑；R2為內磁轉子永磁體的外半徑）和相對氣隙rg=通常是在設計中選擇確定的，通過大量的設計與試驗后認為，這些參數在確定前還應參考圖3-20所示的相對氣隙rg與永磁體極數m之間的關系曲線來校驗選擇理想的磁極數m和磁體半徑尺寸R3、R2。

圖3-20給出了磁極數m與相對氣隙rg的關系區域帶，設計時可參考使用。磁力耦合傳動的靜態扭矩與磁極數系數的關系曲線如圖3-21所示。

從圖中曲線可看出，極數系數在4～6的范圍為最佳設計選擇值，曲線拐點為最佳點。