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EAST(Experimental Advanced Super-Conducting Tokamak)核聚变实验装置是一个具有能很好的改善等离子体约束状况、大拉长比、非圆截面的等离子体位形的全超导托卡马克实验装置，由中国科学院合肥物质研究院等离子体物理研究所自主设计建造。EAST低温系统从1999年开始设计，于2005年调试成功，EAST全超导托卡马克装置于2006年2月开始首次降温实验，总共用时16天将超导磁体等部件全部从常温降到4.5K以下液氦温度，并同时进行了线圈的通电实验，圆满完成了EAST装置的首次工程调试。EAST氦低温系统是目前国内制冷量最大、运行时间最长的氦低温制冷系统。氦制冷机作为EAST装置重要子系统之一，为托卡马克及其子系统提供所需冷量，其中氦透平膨胀机是氦制冷机或氦液化器的核心部件。本文以高转速、小功率氦透平膨胀机为研究对象，基于中国科学院等离子体物理研究所氦低温系统及氦透平膨胀机研究平台，探究氦透平膨胀机新型电涡流制动技术的相关问题，具有重要的理论意义和应用价值。 氦透平膨胀机的常用制动方式有:风机制动、油制动、电涡流制动等形式。相比其它制动方式，电涡流制动具有响应速度快、制动及时、结构简单、制动平稳、有利改善转子结构、易实现全自动控制等诸多优势，是目前氦透平膨胀机最有效制动方式之一。本文首先从热力学性能和机械性能角度研究了氦透平膨胀机特性，分析了电涡流制动技术在氦透平膨胀机上应用的优势，并提出了电涡流制动器结构设计中关键问题。然后针对两种电涡流制动结构分别建立数学模型，利用COMSOL Multiphysics数值计算研究了其制动物理机制，通过对转子热力学分析确定了第二种制动结构的实际可行性。之后利用控制变量法单独分析了各个参数对制动功率影响程度，为达到所需制动功率，通过参数优化得到了最佳参数组合。最后确定了电涡流制动器内部冷却通道，完成了整个电涡流制动器的结构设计。