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本書針對重載起動、磨損劇烈、污染嚴重等惡劣煤礦環境下的機械系統的傳動節能問題，通過現場調研、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，並利用磁路法與有限元法明確永磁渦流傳動系統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、磁極對數等參數之間的量化關係，提出與之相協調的自我調整保護控制策略；基於大型帶式輸送機永磁渦流傳動試驗台，開展相關綜合性能試驗研究，並與理論結果進行對比分析。在此基礎上，提出了一種新型複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，並採用理論分析、電腦模擬和試驗驗證相結合的方式，對其進行系統、深入研究。
針對煤礦井下特殊環境，以複合式磁力耦合器為物件，以安全高效、節能環保、平穩傳動和減小體積為目標，理論計算、模擬分析與試驗驗證相結合，圍繞複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，為研製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援。
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展現狀
1.3現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調速型液力耦合技術
1.3.3液黏性調速技術
1.3.4變頻調速技術
1.4永磁渦流傳動技術及其優點
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點
1.5現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永磁渦流傳動系統數學模型的建立
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回饋控制系統研究
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雜訊分析與參數優化
4.1雙盤式磁力耦合器振動雜訊分析與試驗研究
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電磁徑向力波諧波回應NVH特性分析
4.2.1有限元分析
4.2.2疊加回應分析
4.3模態疊加法與流程分析
4.4振動雜訊試驗與計算
4.4.1試驗參數
4.4.2試驗內容
4.4.3雙盤式磁力耦合器的振動雜訊計算
4.5雙盤式磁力耦合器的氣隙優化
4.6雙盤式磁力耦合器永磁體個數及正對面積的優化
4.7雙盤式磁力耦合器永磁體厚度的優化
4.8雙盤式磁力耦合器銅盤厚度的優化
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風冷散熱片參數優化
5.4.3風冷散熱裝置結構參數多物理場分析
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試驗台及其測試系統的構建
6.2試驗台的工作原理
6.3試驗研究
6.3.1輸出轉速測試
6.3.2軟起動測試
6.3.3滑脫點測量
6.3.4起動暫態電動機電流對電網的影響
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章新型複合式磁力耦合器設計與三維度漏磁損耗計算方法
7.1複合式磁力耦合器的新型設計
7.1.1複合式磁力耦合器設計方法
7.1.2複合式磁力耦合器結構設計
7.1.3複合式磁力耦合器的工作原理
7.2複合式磁力耦合器三維度漏磁損耗計算方法
7.2.1空載等效磁路網路模型
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章複合式磁力耦合器磁力傳動理論及模擬分析
8.1複合式磁力耦合器的磁路設計與分析
8.2磁場轉矩模型
8.3複合式磁場特性的單因素影響規律分析
8.3.1氣隙（軸向或徑向）長度對輸出轉矩的影響
8.3.2磁極數（軸向或徑向）對輸出轉矩的影響
8.3.3永磁體厚度對輸出轉矩的影響
8.3.4銅轉子的槽數對輸出轉矩的影響
8.3.5銅導體的厚度對輸出轉矩的影響
8.4本章小結
第9章基於改進回應面方法的複合式磁力耦合器優化分析
9.1回應面方法
9.1.1回應面方法的基本理論
9.1.2回應面方法的改進
9.2改進回應面方法的誤差分析
9.3基於改進回應面方法的複合式磁力耦合器結構參數優化
9.3.1基於改進回應面方法的結構參數優化模型
9.3.2基於改進回應面方法的流程分析
9.3.3單因素影響分析
9.3.4改進回應面試驗設計
9.4參數優化與驗證
9.5本章小結
第10章基於永磁—熱耦合有限元分析的複合式磁力耦合器性能研究
10.1永磁—熱耦合模擬模組搭建與溫度場模擬
10.1.1導熱微分方程
10.1.2建立溫度場的數學模型
10.2永磁—熱耦合分析流程
10.2.1聯合模擬平臺搭建
10.2.2聯合模擬參數設置
10.2.3表面傳熱係數確定
10.2.4溫度場載荷分佈及計算結果
10.3複合式磁力耦合器性能參數修正
10.3.1溫度對複合式磁力耦合器銅導體電導率的影響
10.3.2溫度對複合式磁力耦合器永磁體性能的影響
10.3.3性能參數修正
10.4本章小結
第11章多場耦合下複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試驗系統的搭建
11.2.1硬體系統
11.2.2試驗測量參數採集系統
11.2.3複合式磁力耦合器試驗樣機研製
11.3試驗方法及內容
11.3.1三維度漏磁損耗效應的驗證試驗
11.3.2改進回應面優化的驗證試驗
11.3.3複合式磁力耦合器磁力傳動特性試驗
11.3.4複合式磁力耦合器機械特性以及超載保護特性試驗
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
