电荷静止时不自旋，只产生电场，不产生磁场。 电荷运动时自旋，并在周围产生环形磁场。通有直流电流的直导线中，电子排着队向前运动，因电子自旋的作用，导线周围有环形磁场。若将通有直流电流的直导线弯曲成圆形，则环形磁场闭合，对外表现为磁矩。电流方向和磁极方向的关系符合右手螺旋法则:右手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电流方向，则拇指指向N极方向。电子绕原子核运动，可视为通有直流电流的圆形导线，对外表现为原子磁矩。电子运动方向和磁极方向的关系符合左手螺旋法则:左手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电子运动方向，则拇指指向N极方向。

可分为以下几种:

非直接耦合:两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。

数据耦合:一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的。

标记耦合 :一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。其实传递的是这个数据结构的地址;

控制耦合:如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。

外部耦合:一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。

公共耦合:若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。

内容耦合:如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合

(1) 一个模块直接访问另一个模块的内部数据;

(2) 一个模块不通过正常入口转到另一模块内部;

(3) 两个模块有一部分程序代码重叠(只可能出现在汇编语言中);

(4) 一个模块有多个入口。

耦合强度，依赖于以下几个因素:

(1)一个模块对另一个模块的调用;

(2)一个模块向另一个模块传递的数据量;

(3)一个模块施加到另一个模块的控制的多少;

(4)模块之间接口的复杂程度。

耦合按从强到弱的顺序可分为以下几种类型:

(1)内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据,或者直接转入另一个模块时，就发生了内容耦合。此时，被修改的模块完全依赖于修改它的模块。这是最高程度的耦合，也是最差的耦合。

(2)公共耦合。两个以上的模块共同引用一个全局数据项就称为公共耦合。

(3)控制耦合。一个模块在界面上传递一个信号(如开关值、标志量等)控制另一个模块，接收信号的模块的动作根据信号值进行调整，称为控制耦合。

(4)标记耦合。模块间通过参数传递复杂的内部数据结构，称为标记耦合。此数据结构的变化将使相关的模块发生变化。

(5)数据耦合。模块间通过参数传递基本类型的数据，称为数据耦合。

(6)非直接耦合。模块间没有信息传递时，属于非直接耦合。

如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，坚决避免使用内容耦合。

线圈1中通入电流i1时。在线圈1中产生磁通，同时，有部分磁通穿过临近线圈2，这部分磁通称为互感磁通。两线圈间有磁的耦合。

导体的两端接在电流表的两个接线柱上，组成闭合电路，当导体在磁场中向左或向右运动，切割磁力线时，电流表的指针就发生偏转，表明电路中产生了电流.这样产生的电流叫感应电流。我们知道，穿过某一面积的磁力线条数，叫做穿过这个面积的磁通量。当导体向左或向右做切割磁力线的运动时，闭合电路所包围的面积发生变化，因而穿过这个面积的磁通量也发生了变化。导体中产生感应电流的原因，可以归结为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。可见，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。感应电流的方向:导体向左或向右运动时，电流表指针的偏转方向不同，这表明感应电流的方向跟导体运动的方向有关系。如果保持导体运动的方向不变，而把两个磁极对调过来，即改变磁力线的方向，可以看到，感应电流的方向也改变。可见，感应电流的方向跟导体运动的方向和磁力线的方向都有关系.

感应电流究竟是如何产生的呢?

设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，导体平放在纸面上，方向正南正北，移动方向为西方。(用右手定则判感应电流方向为南方)。当导体向西移动时，可视为导体中的电荷也向西移动，而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系，可以用左手定则来判定，电流方向应是南方。把线圈的两端接在电流表上，组成闭合电路.当向线圈中插入或拔出磁铁时，电流表的指针偏转，表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时，穿过线圈的磁通量增大，从线圈中拔出磁铁时，穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化，因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因，真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

1 概述1

1.1 磁耦合传动装置及其应用特点1

1.2 磁耦合传动装置的基本结构及运动形式4

1.3 磁耦合传动装置的运动特性9

1.3.1 磁耦合传动装置的稳定性9

1.3.2 磁耦合传动装置的分离性12

1.3.3 磁耦合传动装置运动的可靠性12

1.4 磁耦合传动装置的应用13

1.4.1 磁耦合传动装置在流体机械及流体系统上的应用13

1.4.2 磁耦合传动装置在空调机上的应用15

1.4.3 磁耦合传动装置在核反应系统中的应用18

1.4.4 磁耦合传动装置在真空设备上的应用18

1.4.5 磁耦合传动装置在齿轮传动中的应用18

1.4.6 磁耦合传动装置在全密封阀门中的应用19

1.5 磁耦合传动控制技术的发展及应用前景23

参考文献24

2 磁耦合传动技术的理论基础25

2.1 磁耦合传动技术的磁学基础25

2.1.1 物质的磁性及磁性体的划分25

2.1.2 磁场的基本物理量及相关术语26

2.1.3 永磁材料29

2.2 耦合运动磁场的动力学分析45

2.2.1 耦合运动磁场的组合模型45

2.2.2 耦合运动磁场的数理分析46

2.2.3 耦合运动磁场的力学特性55

2.3 耦合运动磁场的运动学分析63

2.3.1 耦合运动磁场的运动模型63

2.3.2 耦合运动磁场的运动特性分析65

2.3.3 耦合运动磁场磁转矩数理分析70

2.4 影响耦合运动磁场运动特性的因素78

2.5 磁场运动力的数学分析81

参考文献83

3 耦合磁场的有限元分析与理论计算85

3.1 耦合磁场的有限元分析与建模85

3.1.1 有限元分析的理论基础85

3.1.2 实体建模101

3.2 耦合磁场的力学二维分析与计算119

3.2.1 2D模型数理参量定义119

3.2.2 2D磁场动力学分析119

3.2.3 2D磁场运动学分析137

3.2.4 2D磁场结构参数特性分析144

3.3 耦合磁场的力学三维分析与计算154

3.3.1 3D模型数理参量定义154

3.3.2 3D磁场动力学分析155

3.3.3 3D磁场运动学分析156

参考文献177

4 磁耦合传动装置的结构设计与计算178

4.1 磁耦合传动装置的结构功能及其控制系统178

4.2 磁耦合传动装置结构设计的技术要求180

4.2.1 功率与效率180

4.2.2 转速与寿命180

4.2.3 工作温度180

4.3 磁耦合传动装置的特征参数及其相关尺寸180

4.4 磁耦合组件的结构设计182

4.4.1 确定磁耦合组件外形尺寸的长径比182

4.4.2 磁耦合组件磁路设计中若干问题的探讨183

4.4.3 隔离套的设计与计算191

4.4.4 磁耦合传动装置的功率匹配问题219

4.4.5 磁耦合组件的设计实例221

4.5 磁耦合传动装置磁路工程设计的思路与方法224

4.5.1 磁路工程设计的基本思路224

4.5.2 磁路工程设计方法226

4.5.3 磁路工程设计的修正及讨论231

4.6 两种典型的磁?机械传动方式的实例232

4.6.1 电动机与磁耦合传动装置组合的直线运动传动系统232

4.6.2 齿轮传动与磁耦合传动装置组合的旋转运动传动系统238

参考文献248

5 磁耦合传动装置的特性实验与分析249

5.1 磁耦合传动装置的静态特性实验与分析249

5.1.1 磁耦合传动装置静态特性实验设备与仪器249

5.1.2 力矩和转角的静态特性实验250

5.1.3 8极磁耦合传动装置全周期特性实验259

5.1.4 静态退磁实验260

5.1.5 静态特性实验的结论265

5.2 磁耦合传动装置的动态特性实验与分析266

5.2.1 动态特性实验装置及实验设备与仪器266

5.2.2 转矩和转角的动态特性实验267

5.2.3 动态特性实验研究的结论276

5.3 涡流损失实验与分析276

5.3.1 涡流损失实验测试结果276

5.3.2 涡流损失特性实验数据处理277

5.3.3 涡流损失实验的结论283

5.4 振动测试实验与分析284

5.4.1 振动测试实验及结果284

5.4.2 振动测试实验数据处理与分析284

5.4.3 振动测试实验的结论286

参考文献286

……