永磁外转子提升机作为新一代矿井提升机,以低转速、大扭矩、能耗低、基建少等优点逐步运用于矿井提升系统,其高效性与可靠性直接关系到矿山的生产效率及生产安全。矿山实际生产中,缠绕式永磁外转子提升机提升负载具有吨位大、时变特性,外转子滚筒作为直驱机构,负载将直接作用于滚筒上,因此其受载为一种非线性、强耦合、多目标的复杂受力问题,时变负载引起外转子滚筒等关键承载体受载特性发生变化,对其安全性与可靠性造成一定影响。针对上述问题,本文综合运用理论分析、数值模拟和试验的方法,对缠绕式永磁外转子提升机动态特性进行研究与分析。首先,针对单绳缠绕式永磁外转子提升机展开结构与受载分析,阐述了永磁外转子提升机的矢量控制驱动系统原理及组成。结合矿井提升实际工况,对永磁外转子滚筒及定子主轴承载特点进行理论分析。其次,研究了不同负载下永磁外转子提升机动态运行特性。基于矿井提升系统动力学理论与矢量控制原理,利用机电液联合仿真软件Simulation X搭建了永磁外转子提升机电控-机械联合仿真模型,研究了空载-重载实际工况下永磁外转子提升机转速、电磁转矩、钢丝绳动态张力、三相电流等动态变化。研究表明:基于矢量控制系统下大功率永磁外转子提升机的转速、电磁转矩等可快速实现闭环,电流响应平滑,提升机起动扭矩大,运行平稳。然后,针对永磁外转子滚筒运行时非线性、强耦合等复杂受力,综合考虑了重载上提工况下钢丝绳端动态载荷、拉力降低系数、多层缠绕系数、电磁转矩等因素,构建永磁外转子滚筒瞬态动力学分析模型,通过数值模拟获得了外转子滚筒应力及变形变化规律;再结合筒壁径向变形,利用Ansoft建立永磁外转子提升机电磁模型,通过气隙参数化,研究不同气隙变形下的电磁转矩变化;采用隔离环或加强筋将钢丝绳缠绕滚筒与转子轭分离,完成其结构改进。研究表明:整个重载上提工况下,外转子滚筒壁最大等效应力及变形呈现非线性增加,最大应力与变形发生在转子轭两侧的滚筒区域。变形所引起的气隙变形对电磁转矩有一定影响,分离处理的优化方式可有效减小气隙变形。最后,对永磁外转子提升机动力学特性进行研究,通过数值模拟对永磁外转子提升机进行模态及谐响应分析,确定永磁提升机整体结构在承受不同频率范围内载荷时的幅频响应,并完成永磁外转子提升机振动特性试验。研究表明:永磁外转子提升机的敏感频率范围在14Hz,83Hz附近;在加减速运行阶段,其振动信号波动较大,匀速阶段振动信号较为稳定。