皮带输送机是矿山、码头、冶金生产中主要的运输设备,其驱动单元的性能直接影响煤炭生产的效率和故障率,异步机、耦合器、减速机组合的驱动形式传动环节较多,存在传动效率低,故障率高,维护成本高的问题,永磁直驱电机驱动方式存在占用空间大,联轴器同心对接难度大的问题,外转子直驱电机驱动皮带传输机占用空间小,系统稳定性、效率高。本文对皮带输送机用外转子永磁电机进行电磁设计,通过选取合适的极槽配合对齿槽转矩进行削弱,通过优化永磁体参数来改善气隙磁密和空载反电动势的正弦度,同时对电机的温度场及负载自适应调速系统等关键技术进行研究,主要工作内容如下:(1)根据皮带输送机驱动电机的设计要求,对表贴式外转子永磁电动机进行电磁设计。通过对比三种不同配合下的齿槽转矩选择合适的极槽配合。并对分数槽集中绕组进行设计。通过优化永磁体形状来改善气隙磁密和空载反电势正弦性。并对电机的电磁性能进行仿真分析。(2)针对外转子永磁电动机不易散热的问题,为准确计算电机温升,通过有限元方法计算绕组铜耗,并分别求取定子铁芯的轭部和齿部的铁耗,对永磁体涡流损耗进行详细分析,分析对比了不同槽口宽度、气隙长度、永磁体轴向分段数量等对永磁体涡流损耗的影响。确定各部位散热系数,最后对水冷电机进行热场仿真。(3)针对皮带传输机负载波动大,长时间额定转速运行会加速损耗机械件和造成不必要的电能浪费和机械零件磨损的问题。多电机驱动时,存在各电机输出功率不平衡的问题。设计了基于i_d=0的矢量控制的负载自适应调速系统和功率平衡系统,根据负载大小自动调节永磁电机的转速,使多台电机实现输出功率平衡,实现皮带传输机节能运行。