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磁力耦合器作为一种以电磁感应为原理的永磁传动装置广泛应用于电力、石油化工、泵、水处理、农业灌溉和其他工业领域,该耦合器主要通过相互隔离的永磁转子与导体转子实现无物理接触式扭矩传递,具有软启动、隔振、对中性要求低、节能环保、维护成本低等优点。鉴于以上优点,对于磁力传动的研究无论在学术还是工程应用方面都具有重要意义。本文以磁体旋转式笼型磁力耦合器为研究对象从以下几个方面开展研究工作:（1）对磁体旋转式笼型磁力耦合器的气隙磁场及电磁转矩的分析计算。根据耦合器模型做出合理假设,借助层模型理论将耦合器划分为若干区域并对各层矢量磁位进行分析计算,再结合相邻区域边界处的边界条件求解各区域矢量磁位的具体值进而得到气隙区域的磁密分布,在此基础上结合三维端部校正系数计算耦合器的最终电磁转矩。（2）对磁体旋转式笼型磁力耦合器动态特性的模拟分析。对耦合器的静态及瞬态磁场进行分析,发现静态磁密在齿槽对气隙磁场分布的影响下呈不规则的正弦分布,瞬态磁场在感应磁场的影响下分布更加不规律,其磁密波形出现较多畸变;利用有限元分析软件模拟了变气隙厚度及不同磁体旋转角度时的转速及转矩特性,得到气隙厚度或磁体转角越大输出转速越小且其减小的幅度越小,由于齿槽转矩的影响输出转速及转矩均出现一定程度的波动,且不同气隙厚度及磁体旋转角度下波动程度不同;模拟分析了变气隙厚度及不同磁体旋转角度时的轴向力变化,无论耦合器处于某气隙厚度或磁体旋转角度下工作轴向力都随转速差的增加而减小并最终趋于稳定且气隙厚度越大轴向力越小同时降幅也越小,此外,当耦合器在不同转速差下工作时,磁体转动会引起轴向引力和斥力同时改变,因此呈现轴向力与磁体转角的多种变化规律;通过分析不同转速差下涡流损耗随磁体转角变化关系得到耦合器涡流损耗均随磁体转角的增大而减少,转速差越大涡流损耗越大且增幅逐渐减小。（3）对不同工况下磁体旋转式笼型磁力耦合器的调速特性进行分析。利用非线性有限元中的参数化模拟得到耦合器输出转速与转矩关系的机械特性图,在此基础上计算得到耦合器的功率特性并进行分析,得到耦合器最大输出功率与电磁转矩的运行点不同,最大输出功率点对应的转差率略小于临界转差率;根据不同负载工况得到磁体转动及轴向移动过程的调速特性并进行对比分析,磁体转动过程时的带负载启动能力低于轴向移动过程,且在变转矩负载工况下轴向移动的调速范围明显大于磁体转动调速,两个调速过程中变转矩负载工况时的调速范围都明显大于恒负载工况;当耦合器用于风机或泵调速时,在负载系数增大的过程中调速范围呈先增大后减小的趋势,当负载系数kf=1.76×10-5时磁体旋转调速过程的调速区间最大,当负载系数在kf=2.83×10-5附近时利用轴向移动可完成较大范围的高功率调速过程。（4）对不同结构参数下耦合器的调速特性以及调速过程中的能耗分析。研究了笼型铜盘的结构参数（开槽数,厚度和齿槽比）对调速性能的影响,在一定范围内随着槽数的增加最大电磁转矩增大,调速性能逐渐下降,临界转差率不发生改变;随着铜盘厚度增大机械特性变硬,调速性能下降,厚度越大其影响程度越小;当齿槽比增大时耦合器的启动性能及调速性能几乎不发生改变;对比各参数对调速特性的影响可知铜盘厚度对调速性能的影响最大,齿槽比的影响最小;此外根据调速过程中的受力情况分析计算了耦合器轴向移动与磁体旋转过程中的能耗并进行对比,得到低转速差下磁体转动过程消耗的能量大于轴向移动过程。