永磁式缓速器是利用电磁原理将行驶车辆减速的一种辅助制动装置,由于其减速是非接触(无摩擦)式的,可使行驶车辆在减速过程中比较平稳,这不仅提高了行驶车辆的安全性,同时也提高了制动蹄片和轮毂的使用寿命,因此得到了广泛的重视。本文以永磁式缓速器的设计理论和技术关键为重点研究内容,进行了一些有益的探索,为国内开发具有自主知识产权且性能优良的永磁式缓速器提供理论指导和技术上的支持。本研究着重做了以下工作:1.永磁式缓速器电磁场及制动力矩分析在有限元的基础上,阐述了涡流计算方法以及涡流密度在转子鼓各部分的分布。并由涡流损耗,推导出制动力矩的计算方法。2.永磁式缓速器漏磁场模型的建立以减少漏磁和优化设计为目标,运用磁路分析法建立永磁式缓速器漏磁场模型,得到设计参数的解析表达式。在区间数学Tschernikow和Moore球形算法的基础上,将影响漏磁系数的非线性方程组化简为线性方程组。三维有限元漏磁分析和试验均证明了设计参数选取的合理性。3.永磁式缓速器多级设计方法本论文针对多变量和多约束关系的复杂设计问题,建立了完整的多级设计模型。提出多级设计的协调策略和算法。通过分别应用非自由超图的映射方法及其分解算法,以及相应的子问题协调求解策略。结果表明,本论文提出的多级设计理论和方法可以有效地解决复杂的永磁式缓速器的设计。4.永磁式缓速器分级控制提出了一种新的分级控制方法。提出了完整的设计思路。对分级控制的结构做了详细的说明。5.永磁式缓速器热—磁耦合模型及物性参数的影响永磁式缓速器转子鼓温度场分析是散热片设计的核心。温度场和磁场存在弱耦合关系。涡流损耗作为温度场控制方程的内热源。本文建立了永磁式缓速器多因素影响的热—磁耦合数学模型。从多因素耦合角度对降低转子鼓温度和散热片设计提供了有益的分析结果。文章的创新点在于:1.建立了永磁式缓速器的漏磁场模型,并对各影响因素做了深入的分析,减少了非工作时的漏磁通量。2.将多级设计方法成功应用在永磁式缓速器的设计中,解决了多变量和多约束关系的问题。3.提出了一种永磁式缓速器分级控制的新方法。4.建立了永磁式缓速器转子鼓的热—磁耦合数学模型,分析了各参数的影响程度,为散热设计提供依据。本文提出的永磁式缓速器设计方法,经试验验证具有很高的实用价值,对永磁式缓速器的研究开发具有指导意义。