永磁涡流制热是利用风能的一种制热形式,因其对风质要求低、装置结构相对简单且拥有较高的制热效率,是分布式能源的有效应用。利用风力机代替传统化石能源带动永磁涡流制热装置进行冬季供暖可以有效的缓解当前的能源危机及环境污染等问题。本文首先以东北电力大学风制热研究中心设计和搭建的永磁涡流制热装置试验台为研究对象,对永磁涡流制热试验装置进行多个工况的试验性研究,并通过试验结果计算装置在试验过程中的制热功率及热效率,为之后的数值模拟研究提供可靠依据。运用商业数值模拟软件Ansys Maxwell,对该试验装置内部的磁场环境及运动特性进行模拟分析,通过模拟计算后得到的涡流损耗和装置制热效率与试验结果进行对比分析,验证数值模拟方法的正确性,为之后对设计更合理的永磁涡流制热装置结构提供了理论基础。其次对铁磁材料特性进行研究,选取最佳制热装置材料。通过Ansys Maxwell软件对不同永磁体极对数下的制热装置内部的磁感线分布、磁场强度分布、磁感应强度分布及气隙磁密进行静磁场分析,选取最佳永磁体磁极对数。根据电磁场原理推导制热装置运行输入转矩,将其与垂直轴风力机输入转矩进行比对,建立关于装置内部不同部件之间几何参数关系的数学模型,确定永磁涡流制热装置各部件结构参数,并建立所确定的装置模型。最后对所确定的装置模型进行电磁场数值模拟,分析了不同工况下装置的涡流密度分布、输入转矩分布及涡流损耗分布;通过软件的场计算器对模拟结果进行后处理,进而计算确定涡流制热装置的制热功率及热效率,确定了可通过垂直轴风力机带动达到供热效果的永磁涡流制热装置结构。