永磁涡流缓速是一种非接触式制动方法,具有无磨损、无粉尘、无噪音、无热衰退现象、节能环保等优点。其工作原理是当导电金属板与永磁体之间存在相对运动时,导电金属板内部会产生漩涡状感应电流(又称“涡流”),在永磁体磁场与涡流磁场共同作用下,导电金属板动能被转化为涡流热能散失。深井大吨位提升系统中的提升容器在井筒内高速往复直线运动,具有显著的大惯量特征,传统的摩擦制动式提升容器过卷保护已无法满足要求,非接触式的永磁涡流缓速具有应用于深井大惯量提升容器过卷保护的良好前景。然而,目前关于永磁涡流缓速的研究多针对作旋转运动的车辆传动轴制动,无法直接用于作直线运动的深井大惯量提升容器过卷保护。为此,本文综合理论模型计算、有限元仿真和实验测试等方法对直线永磁涡流缓速的缓速机理、关键设计参数、结构优化等关键问题展开了系统性研究,并在此基础上设计了基于直线永磁涡流缓速原理的深井大惯量提升容器过卷保护装置。主要工作内容包括:1)建立了直线永磁涡流缓速装置的制动力解析模型和有限元模型,并在此基础上设计搭建了直线永磁涡流缓速实验平台,为下一步研究奠定基础。2)对直线永磁涡流缓速装置关键设计参数进行了研究。首先,从理论角度分析了关键设计参数对制动力的影响机理。然后,分析了不同条件下永磁体极距对制动力的影响;结果表明,存在一个最优永磁体极距,能够使得制动力最大。最后,根据不同条件下导体板厚度对制动力的影响规律,提出了一种可以通过经验公式快速、高效确定最优导体板厚度的方法,即当导体板厚度为0.6倍的涡流标准渗透深度(0.6*SDoP)时,制动力可达到最大制动力的90%;该方法在保证较大制动力的同时,也尽可能的减小了导体板厚度,降低了设备总质量,有利于实现设备轻量化。3)为了解决直线永磁涡流缓速装置在大气隙条件下制动力不足、缓速效果差的问题,对直线永磁涡流缓速装置进行了结构优化研究。首先,提出了一种直线永磁涡流缓速装置新结构——H型直线永磁涡流缓速装置。然后,对不同条件下H型直线永磁涡流缓速装置的制动力进行了分析;结果表明,H型直线永磁涡流缓速装置的制动力约为常规直线永磁涡流缓速装置的三倍。最后,利用等效磁路法对H型直线永磁涡流缓速装置进行了理论建模,从理论角度揭示了H型直线永磁涡流缓速装置的缓速机理。4)根据深井大惯量提升容器运行特点提出了直线永磁涡流缓速过卷保护方法。首先,对深井大惯量提升容器进行了受力分析,并提出了直线永磁涡流缓速过卷保护装置的设计要求和设计方案。然后,通过有限元仿真,对过卷保护效果进行了分析和评价。最后,对直线永磁涡流缓速过卷保护装置进行了热量分析。通过本论文的研究,优化了直线永磁涡流缓速装置的关键设计参数,并提出了一种可以快速、高效确定最优导体板厚度的方法,该方法在保证较大制动力的同时,也尽可能的减小了导体板厚度;针对大气隙条件下制动力不足、缓速效果差的问题,对直线永磁涡流缓速装置进行了结构优化,优化后的制动力可达到原来的3倍左右;提出了可应用于深井大惯量提升容器过卷保护的直线永磁涡流缓速过卷保护方法,在给定条件下,可对过卷速度达18.82 m/s的深井大惯量提升容器进行有效保护。该论文有图94幅,表8个,参考文献131篇。