能源的高消耗量和低利用率是制约我国经济发展的瓶颈,约有30%的能源消耗在基础工业中动力系统的风机、泵类等。调速是提高能源利用率的最有效方式,永磁涡流调速器是一种基于涡流传动原理的调速装置,具有节能环保、减小系统震动、可靠性高、无接触传动和适应恶劣环境等优点。针对传统调速器复杂的调节机构和永磁体易发生高温退磁的问题,本课题提出了一种新型的磁极开关式永磁涡流调速器,该调速器采用新型的拓扑结构,具有调节机构简单、紧凑和涡流产生的温度对永磁体的影响非常小等特点,同时传递转矩呈现区间化;并采用理论分析、数值模拟和试验相结合的方法,对该调速器的调速性能、温度特性和节能进行了全面的分析研究,同时对该调速器的结构参数进行了敏感度分析,为该类型的调速器设计提供理论参考。基于以上研究对丰富调速技术和节能具有重要意义。论文主要章节研究内容如下:第1章绪论部分概述了调速器的研究背景及意义,比较了现有的变频调速和液力调速技术存在的问题和不足,对此论述了基于涡流传动的永磁调速器的优势,综述了调速器的国内外研究发展现状。针对当前永磁涡流调速技术存在的主要问题,提出了本论文研究的主要内容。第2章介绍了传统永磁涡流调速器的结构和工作原理,提出一种可靠性高、结构简单、易于调节的新型磁极开关式永磁涡流调速器结构,论述了磁极开关式永磁涡流调速器相比于传统盘式和筒式调速结构的优点。第3章对磁极开关式永磁涡流调速器的电磁场进行分析与计算。建立了电磁场稳态和瞬态的数学模型,分别采用了等效磁路法和场的分析方法,得到了气隙磁密、输出转矩和输出功率计算公式。利用有限元软件JMAG数值计算得到了在不同磁通角度下的磁通密度分布和磁通量曲线,解释了驱动力从轴向力转换为切向力的优点,求解了磁极开关式永磁涡流调速器的转矩随开关磁通角度和转差速度的关系曲面,分析了设计变量对所提出结构的性能的影响,最后提出了一种新型的转矩静态预测方法。第4章对磁极开关式永磁涡流调速器的流热耦合模型进行分析;介绍了温度场和流体场数值模拟基本理论,采用一种基于通过ANSYS-Fluent仿真计算出叶片的散热系数输入到ANSYS中的Steady-State Thermal模块来对调速器各主要部件进行分析求解的方法。最后对调速器部件中最易变形的部件进行了应力场分析计算,验证了在最大载荷下的应力变化和变形大小符合考核标准,确保该调速器能够正常工作和可靠运行。第5章磁极开关式永磁涡流调速器台架试验系统被设计与搭建,并对该调速器样机进行了调速性能试验,主要包括:传动特性、静态预测方法的验证、温升特性以及节能潜力,结果证明了磁极开关式永磁涡流调速器产品的可行性。结论部分对全文进行总结,并提出有待进一步完善和深入研究的方向。