无齿轮磨机是当今矿山设备大型化、节能化发展趋势下的产物,具有大功率、效率高、耗能少、可靠性强的优点。本文在国家自然科学基金项目“多履带行走装置机电耦合动力学及自适应控制”（No.51775225）的支持下,对无齿轮磨机驱动的关键技术进行了研究,对驱动用电机进行结构和电磁设计;搭建了无齿轮磨机驱动的矢量控制系统,对其调速性能与抗负载扰动能力进行分析;建立了无齿轮磨机的机电耦合模型,并对仿真结果进行了理论验证。首先综述了无齿轮传动技术、交流电机矢量控制和机电耦合问题的国内外研究现状。对比不同驱动电机的特点,选择永磁同步电机作为无齿轮磨机驱动用电机,并结合无齿轮磨机驱动的结构组成,对其转子结构、定子结构与定子绕组进行了初步设计。系统地分析了磨机工作状态下介质的运动状态,对磨机工作参数的理论计算方法进行了推导,为本文的仿真分析提供理论基础。结合二维电磁场及有限元法的基本原理,建立了无齿轮磨机驱动用永磁同步电机的二维电磁场有限元模型。通过对电机齿槽转矩的产生机理进行分析,选取极弧系数与磁钢偏心距为参数进行优化。研究表明,优化后的永磁磁极结构对电机的齿槽转矩有明显的削弱作用,可以有效改善其引起的振动、噪声等问题。以此为基础在Maxwell2D中分析了电机空载性能参数及负载运行特性,证明无齿轮磨机驱动用永磁同步电机设计的合理性。推导并建立了无齿轮磨机驱动用永磁同步电机的状态方程与数学模型,系统地介绍了永磁同步电机的矢量控制原理与SVPWM算法,并在MATLAB/Simulink中搭建了无齿轮磨机驱动矢量控制系统,完成了转速和负载突变工况的仿真分析。结果表明,基于id=0的矢量控制策略的无齿轮磨机驱动系统的调速性能和抗负载扰动能力较好,可以应对磨机不同工况下的转速需求与动态给、排料对驱动系统的影响。为了获得无齿轮磨机驱动在更接近实际运行条件下的性能,利用多体动力学软件RecurDyn建立了无齿轮磨机筒体的离散元-动力学虚拟样机模型,通过软件间的接口,完成了无齿轮磨机驱动机电耦合的RecurDyn-Simulink仿真模型的搭建。由磨机启动过程的仿真结果,对介质运动状态与驱动系统性能进行了分析。将仿真结果与理论计算值进行对比,验证了机电耦合仿真模型的正确性。本文建立了无齿轮磨机驱动用永磁同步电机的二维电磁有限元模型,优化永磁体参数有效削弱了电机齿槽转矩。设计了无齿轮磨机驱动矢量控制系统,并搭建了机电耦合仿真模型。论文的研究方法可以为无齿轮磨机驱动关键技术的研究提供参考。