磁体旋转型盘式磁力耦合器是以电磁感应原理为基础的新型传动装置,具有节能、隔振、过载保护等优点。将控制单极磁体旋转与调节气隙厚度相结合,当对风机、泵类负载进行调速时,具有较大的调速范围。因此,对磁体旋转型盘式磁力耦合器的研究在工程上有很大的实用价值。本文主要从以下几个方面对磁体旋转型盘式磁力耦合器进行研究:(1)提出了运用引入感应磁场的矢量磁位法并结合多次谐波叠加的方法进行磁体旋转型盘式磁力耦合器的感应气隙磁场和电磁转矩的理论分析与数值计算。首先建立耦合器的分析模型,根据不同层的边界条件求解得到各层的矢量磁位,然后得到导体层的感应电流公式,接着将导体中的感应电流路径等效为与永磁体个数相等的椭圆线圈,根据毕奥萨伐尔定律,得到永磁磁场1、3、5次谐波下气隙中的感应磁场分布。最后将感应磁场与原磁场进行数值运算,得到瞬态气隙磁密,再结合三维修正系数得到电磁转矩公式。(2)对磁体旋转型盘式磁力耦合器的静态磁场、瞬态磁场和感应磁场的分布,以及静态磁通与瞬态磁通进行模拟分析。通过模拟得到不同气隙厚度不同单极磁体旋转角度下轴向与周向静态磁场三维分布,得到单极磁体旋转会对磁密波形产生影响,而改变气隙厚度只会影响磁密幅值的规律;通过分析轴向瞬态磁场分布,得到气隙厚度越小单极磁体旋转角度越小,轴向磁密幅值越大且呈非线性关系的规律;分析恒转矩负载工况下的磁密幅值,得到转矩越大幅值越大的规律;通过分析感应磁场分布,得到感应气隙磁场与原磁场存在相位差的规律;通过分析静态及瞬态下磁通量在不同气隙位置的分布,研究磁通量与磁体旋转角度及转差率的关系。(3)对磁体旋转型盘式磁力耦合器的调速性能进行模拟分析,获得三种调速方式在三种负载工况下的调速曲线。对耦合器接入恒转矩负载时的调速性能分析,提出等转矩线;对耦合器接入变转矩负载时的调速性能分析,得到变负载系数越大调速范围先增大后减小的规律;对耦合器接入恒功率负载时的调速性能分析,得到最大功率值的分布图;分析恒转矩负载及变转矩负载两种负载工况下的启动过程;分析不同单极磁体旋转角度、不同气隙厚度下的轴向力,得到转差率越大轴向力由引力向斥力转变的规律,并研究轴向力零点处气隙厚度、单极磁体旋转角度与转差率的关系。(4)搭建恒转矩负载试验平台,对盘式磁力耦合器的理论转矩进行试验验证。通过恒转矩负载试验平台测试磁力耦合器的传动性能及调速性能,得到转差率一定时气隙厚度与电磁转矩的关系以及耦合器的机械特性曲线,通过对比,发现测量结果与计算结果、模拟结果相吻合。