本書針對重載起動、磨損劇烈、污染嚴重等惡劣煤礦環(huán)境下的機械系統(tǒng)的傳動節(jié)能問題，通過現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、建模仿真與試驗研究相結合的方法，以煤礦大型帶式輸送機為例，探索電動機—雙盤式磁力耦合器—大型帶式輸送機之間的聯(lián)合工作特性，建立不同工況下大型帶式輸送機永磁渦流傳動模型，研究永磁磁場—溫度場之間的耦合機理，并利用磁路法與有限元法明確永磁渦流傳動系統(tǒng)輸出特性與永磁材料、盤間氣隙、銅盤厚度、磁鐵厚度、磁極面積、磁極對數(shù)等參數(shù)之間的量化關系，提出與之相協(xié)調(diào)的自適應保護控制策略；基于大型帶式輸送機永磁渦流傳動試驗臺，開展相關綜合性能試驗研究，并與理論結果進行對比分析。在此基礎上，提出了一種新型復合式磁力耦合器結構形式，從軸向/徑向同時充磁，增大感應磁場面積，并采用理論分析、計算機仿真和試驗驗證相結合的方式，對其進行系統(tǒng)、深入研究。針對煤礦井下特殊環(huán)境，以復合式磁力耦合器為對象，以安全高效、節(jié)能環(huán)保、平穩(wěn)傳動和減小體積為目標，理論計算、仿真分析與試驗驗證相結合，圍繞復合式磁力耦合器的主要結構設計、磁力傳動分析、永磁—熱耦合分析以及測試平臺設計等關鍵性問題展開研究，為研制煤礦高效永磁渦流傳動關鍵裝備及技術提供重要的理論參考與技術支持。
目錄
前言
第1章緒論
1.1背景及研究意義
1.2磁力耦合器的研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.3現(xiàn)有礦山機械傳動方式的作用、分類及原理和特點
1.3.1礦山機械傳動的影響機理研究
1.3.2調(diào)速型液力耦合技術
1.3.3液黏性調(diào)速技術
1.3.4變頻調(diào)速技術
1.4永磁渦流傳動技術及其優(yōu)點
1.4.1永磁渦流傳動技術的原理
1.4.2永磁渦流傳動技術的優(yōu)點
1.5現(xiàn)階段磁力耦合器研究存在的問題
1.5.1技術研究難點
1.5.2課題研究內(nèi)容
第2章雙盤式磁力耦合器的永磁渦流理論與分析
2.1磁力耦合器的典型結構
2.2雙盤式磁力耦合器的基本結構
2.3雙盤式磁力耦合器的永磁渦流理論
2.3.1能量傳輸過程
2.3.2磁場假設與磁路分析
2.3.3磁場計算
2.3.4功率損耗計算
2.3.5輸出轉(zhuǎn)矩計算
2.4本章小結
第3章雙盤式磁力耦合器的工作特性與控制策略研究
3.1雙盤式磁力耦合器的工作特性
3.2大型帶式輸送機永磁渦流傳動系統(tǒng)的工作特性
3.2.1帶式輸送機的工作特性
3.2.2減速器的工作特性
3.2.3永磁渦流傳動系統(tǒng)數(shù)學模型的建立
3.3大型帶式輸送機永磁渦流傳動控制策略的研究
3.3.1反饋控制系統(tǒng)研究
3.3.2永磁渦流傳動過程理論分析
3.3.3大型帶式輸送機傳動控制系統(tǒng)的研究
3.3.4多電動機功率平衡條件下的永磁渦流傳動特性
3.4本章小結
第4章雙盤式磁力耦合器的振動噪聲分析與參數(shù)優(yōu)化
4.1雙盤式磁力耦合器振動噪聲分析與試驗研究
4.1.1電磁徑向力解析模型的建立
4.1.2諧波分析與有限元模擬
4.2電磁徑向力波諧波響應NVH特性分析
4.2.1有限元分析
4.2.2疊加響應分析
4.3模態(tài)疊加法與流程分析
4.4振動噪聲試驗與計算
4.4.1試驗參數(shù)
4.4.2試驗內(nèi)容
4.4.3雙盤式磁力耦合器的振動噪聲計算
4.5雙盤式磁力耦合器的氣隙優(yōu)化
4.6雙盤式磁力耦合器永磁體個數(shù)及正對面積的優(yōu)化
4.7雙盤式磁力耦合器永磁體厚度的優(yōu)化
4.8雙盤式磁力耦合器銅盤厚度的優(yōu)化
4.9本章小結
第5章雙盤式磁力耦合器的渦流損耗與溫度場分析
5.1雙盤式磁力耦合器渦流損耗的有限元計算
5.1.1有限元計算基本步驟
5.1.2模擬結果和分析
5.2雙盤式磁力耦合器溫度場分析
5.2.1傳熱學基本理論
5.2.2溫度場研究的前處理
5.3三維溫度場的有限元分析
5.4雙盤式磁力耦合器風冷散熱裝置研究
5.4.1雙盤式磁力耦合器風冷散熱片
5.4.2風冷散熱片參數(shù)優(yōu)化
5.4.3風冷散熱裝置結構參數(shù)多物理場分析
5.5本章小結
第6章雙盤式磁力耦合器試驗與特性分析
6.1試驗臺及其測試系統(tǒng)的構建
6.2試驗臺的工作原理
6.3試驗研究
6.3.1輸出轉(zhuǎn)速測試
6.3.2軟起動測試
6.3.3滑脫點測量
6.3.4起動瞬時電動機電流對電網(wǎng)的影響
6.3.5多電動機功率平衡的試驗驗證
6.3.6風冷散熱測試
6.4本章小結
第7章新型復合式磁力耦合器設計與三維度漏磁損耗計算方法
7.1復合式磁力耦合器的新型設計
7.1.1復合式磁力耦合器設計方法
7.1.2復合式磁力耦合器結構設計
7.1.3復合式磁力耦合器的工作原理
7.2復合式磁力耦合器三維度漏磁損耗計算方法
7.2.1空載等效磁路網(wǎng)絡模型
7.2.2各部分磁阻分析計算
7.3三維有限元驗證
7.4本章小結
第8章復合式磁力耦合器磁力傳動理論及仿真分析
8.1復合式磁力耦合器的磁路設計與分析
8.2磁場轉(zhuǎn)矩模型
8.3復合式磁場特性的單因素影響規(guī)律分析
8.3.1氣隙（軸向或徑向）長度對輸出轉(zhuǎn)矩的影響
8.3.2磁極數(shù)（軸向或徑向）對輸出轉(zhuǎn)矩的影響
8.3.3永磁體厚度對輸出轉(zhuǎn)矩的影響
8.3.4銅轉(zhuǎn)子的槽數(shù)對輸出轉(zhuǎn)矩的影響
8.3.5銅導體的厚度對輸出轉(zhuǎn)矩的影響
8.4本章小結
第9章基于改進響應面方法的復合式磁力耦合器優(yōu)化分析
9.1響應面方法
9.1.1響應面方法的基本理論
9.1.2響應面方法的改進
9.2改進響應面方法的誤差分析
9.3基于改進響應面方法的復合式磁力耦合器結構參數(shù)優(yōu)化
9.3.1基于改進響應面方法的結構參數(shù)優(yōu)化模型
9.3.2基于改進響應面方法的流程分析
9.3.3單因素影響分析
9.3.4改進響應面試驗設計
9.4參數(shù)優(yōu)化與驗證
9.5本章小結
第10章基于永磁—熱耦合有限元分析的復合式磁力耦合器性能研究
10.1永磁—熱耦合仿真模塊搭建與溫度場仿真
10.1.1導熱微分方程
10.1.2建立溫度場的數(shù)學模型
10.2永磁—熱耦合分析流程
10.2.1聯(lián)合仿真平臺搭建
10.2.2聯(lián)合仿真參數(shù)設置
10.2.3表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)確定
10.2.4溫度場載荷分布及計算結果
10.3復合式磁力耦合器性能參數(shù)修正
10.3.1溫度對復合式磁力耦合器銅導體電導率的影響
10.3.2溫度對復合式磁力耦合器永磁體性能的影響
10.3.3性能參數(shù)修正
10.4本章小結
第11章多場耦合下復合式磁力耦合器試驗研究與特性測試
11.1試驗的目的及意義
11.2試驗系統(tǒng)的搭建
11.2.1硬件系統(tǒng)
11.2.2試驗測量參數(shù)采集系統(tǒng)
11.2.3復合式磁力耦合器試驗樣機研制
11.3試驗方法及內(nèi)容
11.3.1三維度漏磁損耗效應的驗證試驗
11.3.2改進響應面優(yōu)化的驗證試驗
11.3.3復合式磁力耦合器磁力傳動特性試驗
11.3.4復合式磁力耦合器機械特性以及過載保護特性試驗
11.3.5永磁—熱耦合試驗
11.4本章小結
第12章結論和展望
12.1結論
12.2展望
參考文獻
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