盘式异步磁力耦合器变负载调速系统主要由电动机、盘式异步磁力耦合器和风机或泵类变负载三部分组成,调速系统利用磁力进行传动,通过改变主、从动盘间的距离从而改变转子之间的气隙磁密,使感应产生的电磁转矩发生变化,最终达到调节风机或泵类负载转速的目的。该系统一方面利用其传动时物理隔离的优势,可应用于火力发电厂、煤矿等煤粉、炉灰、腐蚀性气体充斥的恶劣环境中并稳定工作,制造成本和维护成本低,可靠性高,寿命长;另一方面利用异步磁力耦合器带动风机、泵类等变负载可大幅度降低功率消耗,当风机、泵的工作转速和流量经调速后控制在额定值的80%时,消耗的能量约为额定值的64%,大大节约了能源和生产成本。因此,对于异步磁力耦合器变负载调速系统的研究拥有极大的现实意义和应用价值,目前针对磁力耦合器的研究比较充分,但对于以磁力耦合器为核心的变负载调速装置的整体性能研究较少,本文选取盘式异步磁力耦合器变负载调速系统作为研究对象,主要进行以下几个方面的研究:(1)盘式异步磁力耦合器变负载调速的工作情况比恒负载下复杂,为了分析调速的工作性能并确定最佳参数,需要进行理论计算。本文从盘式异步磁力耦合器的工作原理入手建立数学模型,利用矢量磁位法计算主、从动盘之间气隙磁密,并利用Matlab软件对磁密公式进行数值计算,分析气隙磁密值的大小及其分布情况。在磁密公式的基础上推导得到磁力耦合器正常运行时的转矩和调速关系公式,最后联合风机类变负载的转矩、功率公式计算调速系统在稳定运行时的工作效率。(2)盘式异步磁力耦合器变负载调速系统中,变负载调速系统的启动过程和稳定工况较为复杂。为了研究系统的启动性能和稳定工作性能,本文利用Magnet有限元分析软件建立三维模型,分析不同变负载系数和不同输入转速下,调速系统在启动过程中转矩、转速和轴向力的变化,研究启动转矩、启动加速度以及启动稳定性等启动性能;分析系统在不同变负载系数下和不同输入转速下稳定工作时的磁密、转速、转矩、轴向力、涡流损耗以及工作效率,确定最佳参数,使系统在符合工作条件的前提下,启动过程速度快、冲击小,稳定运行时传动性能好,工作效率高。(3)针对盘式异步磁力耦合器变负载调速系统的调速过程,本文利用Magnet有限元分析软件模拟磁力耦合器在调速过程中不同盘间距时的磁密、转矩、转速等,研究变负载调速系统在调速过程中的涡流损耗和传动效率,并分析调速系统调速后达到的节能效果;研究系统在不同变负载系数和不同输入转速下的速度调节范围、转矩调节范围以及传动效率等工作参数,选择最佳的变负载系数和输入转速,使调速系统综合性能最佳,即转速和转矩的调节范围大、轴向力小、调速效率高。(4)针对理论和模拟分析的结果,搭建盘式异步磁力耦合器变负载调速系统的实验平台,测量调速系统在固定盘间距时的稳定工作参数,如转速、转矩、传动效率等,分析不同输入转速对稳定工作性能的影响;然后测量调速系统在调速过程中不同盘间距时的工作参数,分析转速、转矩和传动效率在调速过程中的变化情况,分析调速系统在调速后达到的的节能效果;然后改变输入转速并记录实验参数,分析不同输入转速对转速调节范围、转矩调节范围和涡流损耗的影响,计算工作效率。