在风能引信电源领域,实现风力发电机可靠、高效、持续且稳定输出一直是一个具有挑战性的难题。风力发电机的输出特性与对流风速密切相关,由于精确制导炮弹飞行速度范围宽,发电机转速与输出电能起伏较大,对引信系统安全性带来挑战。另一方面,发电机转速受控又会限制发电机的输出上限。为了在风力发电机转速有效控制基础上最大化能量输出,本文基于磁流变驱动技术与多级式发电原理开展微小型磁流变级联式风力发电机的设计工作,在此基础上研究磁流变级联式发电机的能量转换机理。具体研究内容如下:1、设计了一种体积小、功率密度大的微小型磁流变级联式风力发电机,其结构主要包括风力驱动式涡轮、定子线圈、转子磁铁和磁流变离合器。其中,转子磁铁为基于海尔贝克阵列的多极性磁铁,其外部包覆有导磁外模;定子线圈通过PCB技术在环氧树脂基板上印刷双层电路而成;磁流变离合器为层状激励式磁流变离合器。2、提出了一种可产生多个堆叠状环形磁场的层状激励式结构线圈。建立了执行器的等效磁路模型并分析了理论磁场特征。根据引信发电机性能指标要求,对磁流变液进行材料选用,并观测了磁流变液的微观形貌,测试和分析了磁流变液的屈服应力、磁化性能和温度误差影响。搭建了基于微小型磁流变执行器的性能测试平台,利用该平台进行的执行器性能测试,测试结果表明,执行器的减速效率最大提高5.189倍,扭矩输出能力最大提高60.31%,能量转换效率最高达到60.99%,表明所提出的层状激励式结构线圈设计合理,性能提升效果明显;3、设计了一种基于LM339的发电机电压阈值控制电路,该电路通过比较固定参考电压和比较电压,控制磁流变离合器在高于转速阈值时减速,低于转速阈值时断开。实验结果表明,电压阈值控制系统实现了级联式发电机的转速控制与多级发电功能;制备了一种基于高温润滑脂的磁流变脂。离心加速沉降实验结果表明,磁流变脂比磁流变液具有更好的抗沉降性能。设计了一种磁流变液主动分散系统,通过ANSYS仿真模拟了系统工作效果,结果表明磁流变液主动分散系统可再激活失效的磁流变液。本文结合应用需求设计的微小型磁流变级联式发电机达到了宽风速范围内转速高效控制与电能多极输出目的,对于实现风能引信电源性能提升与应用拓展具有重要意义。