CN103326536B - 一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器。该缓速器包括左右转子盘、定子支架、定子、控制器等；其中定子是由8个电永磁励磁装置组成，左、右转子盘对称分布在8个电永磁励磁装置两侧，电永磁励磁装置包括励磁线圈、永磁铁、磁粉、磁轭组成，永磁铁制做成空心圆柱状，里面由充满磁粉的圆柱容器填充，将高导磁材料制成的磁轭安装在永磁铁的两端，要求磁轭完全覆盖住磁粉层和永磁铁的端面，励磁线圈绕在永磁铁的圆柱外表面上；定子通过定子支架固定，呈圆周分布，相邻2个磁极的励磁线圈磁极相反。本发明所述的汽车缓速器采用永磁铁来增强定子的磁场，同时使用磁粉来增加导磁性。

Description

一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器

技术领域

本发明涉及汽车缓速器，特指一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器领域，具体涉及导磁体在磁场中运动产生阻力矩来达到制动目的的一种制动装置领域。

技术背景

目前，汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类，摩擦制动过程实际上是将汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，导致制动器温度升高，影响制动性能。由于盘式制动器与鼓式制动器相比有抗热衰退性强、尺寸和质量较小及制动效能稳定等优点，所以盘式制动器在汽车上应用逐渐增多。然而无论是盘式制动器还是鼓式制动器都会产生噪声，散发出粉尘之类的有害物质，尤其在下长坡或频繁制动工况下，摩擦制动器温度急剧上升，抗热衰退性急剧下降。

近年来车辆电涡流缓速器和永磁式缓速器得到应用和发展，它能够有效地弥补现有制动器系统在技术性能上的不足，提高了汽车行驶的安全性。电涡流缓速器和永磁式缓速器是非接触式制动器，它是利用电磁原理产生制动力矩的缓速装置。改变了现有技术中汽车因通过机械制动系统的频繁刹车而缩短制动系统的使用寿命以及引起摩擦制动器的温升而降低制动器的制动性能，可以减少制动器的动作次数，能够有效地解决噪声和粉尘问题，同时还可降低摩擦制动器的温升，提高了制动系统的性能和行车的安全性。

在专利CN101471597A中公开了一种电、永磁复合式缓速器的结构，在一定程度上解决了摩擦制动器的一些问题，但是这种方法导磁率不高，且漏磁较多，而且产生的制动力矩不够大。

发明内容

本发明目的：为克服现有技术的不足，提供了一种性能稳定可靠，能减少制动次数、降低制动产生的制动器温升，提高制动系统使用寿命和行车安全性。本发明针专利CN101471597A中公开的一种电、永磁复合式缓速器的缺点，提供了一种既具有电磁式电涡流缓速器的力矩大，又具有永磁式电涡流缓速器的节能、质量轻、热稳定性好、维护少的特点，从而具有节能、转矩大、重量轻、结构紧凑、安全、使用寿命长、低速制动能力好、反应速度快、非工作状态不产生制动力矩等优点的一种电涡流缓速器。

本发明的技术方案是：包括左右转子盘、定子支架、定子等。其中定子是由数个偶数电永磁励磁装置组成，数量为8个，左、右转子盘对称分布在电永磁励磁装置两侧，电永磁励磁装置包括励磁线圈、永磁铁、磁粉、磁轭组成，永磁铁做成空心圆柱状，里面有充满磁粉的圆柱容器填充，将高导磁材料制成的磁轭安装在永磁铁两端，要求磁轭完全覆盖住磁粉层和永磁铁的端面，励磁线圈绕在永磁铁的圆柱外表面上。定子通过定子支架固定，呈圆周分布，相邻2个磁极的励磁线圈磁极相反。永磁铁和磁粉层组成的单元的轴线与固定架轴向平行。

定子的8个电永磁励磁装置的圆心均匀分布在同一个分度圆周上，并且电永磁励磁装置在对外显示磁性的情况下相邻2个电永磁励磁装置的极性应该是相反的。

永磁铁和磁粉层组成的单元的轴向方向相对于固定架呈径向布置。

通过控制通入线圈中的电流通断来控制永磁铁磁场的开关状态；通过控制通入线圈中的电流大小来控制制动力矩的大小。

定子的8个电永磁励磁装置可以同时工作，也可以根据需要部分成对，而且对称参与工作。

本发明的工作原理：本发明处于非工作状态时，此时励磁线圈不通电，永磁铁产生的磁场经过永磁铁、磁轭、磁粉层、磁轭形成回路，永磁体所产生的磁场被屏蔽，整个电永磁励磁装置对外不显示磁场，即此时电永磁励磁装置对转子没有制动作用。本发明处于工作状态时，励磁线圈通电，电磁场将会阻止永磁场经过磁粉层，迫使相邻电永磁励磁装置产生的磁场回路闭合，其磁力线回路为：永磁铁、磁轭、气隙、转子、气隙、转子、气隙、另一个电永磁励磁装置的磁轭、另一个电永磁励磁装置的永磁铁、另一个电永磁励磁装置的磁轭、气隙、转子、气隙、转子、气隙、磁轭、永磁铁。此时转子盘如果在运动的话就会受到电磁场和永磁场的涡流制动作用。

有益效果：本发明把普通涡流缓速器的定子使用永磁铁来代替，增加了定子磁场。空心圆柱状的永磁铁里面充满磁粉，增加了定子的导磁性。从而具有节能、转矩大、反应快、重量轻、结构紧凑、安全、使用寿命长、低速制动能力好等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是线圈结构图

图3是本发明处于非工作状态的原理图

图4是本发明处于工作状态的原理图

图5是定子处于非工作状态的原理图

图6是相邻定子处于非工作状态时磁路原理图

图7是定子处于工作状态的原理图

图8是相邻定子处于工作状态时磁路原理图

图中标号：1、左转子盘，2、磁轭，3、永磁铁，4、励磁线圈，5、磁粉层，6、右转子盘

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器的组成结构以及工作方法。

如图1，本发明包括左转子盘1、右转子盘6和定子，其中定子是由数个偶数个电永磁励磁装置组成，数量为8个，转子盘1、6对称分布在8个电永磁励磁装置两侧，电永磁励磁装置包括励磁线圈4、永磁铁3、磁粉层5、磁轭2，永磁铁3做成空心圆柱状，里面有充满磁粉5的圆柱容器填充，将高导磁材料制成的磁轭2安装在永磁铁3两端，要求磁轭2完全覆盖住磁粉层5和永磁铁3的端面，励磁线圈4绕在永磁铁3的圆柱外表面上。如图2所示，定子通过定子支架固定，呈圆周分布，相邻2个磁极的励磁线圈4磁极相反。如图6所示，相邻2个定子中的永磁铁3磁极方向相反。永磁铁和磁粉层组成的单元的轴线与固定架轴向平行。定子的8个电永磁励磁装置的圆心均匀分布在同一个分度圆周上，并且电永磁励磁装置在对外显示磁性的情况下，相邻2个电永磁励磁装置的极性应该是相反的。永磁铁和磁粉层组成的单元的轴向方向相对于固定架呈径向布置。通过控制通入线圈中的电流通断来控制永磁铁磁场的开关状态；通过控制通入线圈中的电流大小来控制制动力矩的大小。

本发明处于非工作状态时，如图3，此时励磁线圈4不通电，励磁线圈4不产生电磁场，如图6，永磁铁3产生的磁场经过永磁铁3、磁轭2、磁粉层3、磁轭2形成回路，永磁铁3产生的磁场被屏蔽。如图5所示，整个电永磁励磁装置对外没有磁场作用，此时转子盘1、6正常旋转，电永磁励磁装置对转子盘1、6没有制动作用。

本发明处于工作状态时，即当驾驶员接通缓速器的控制手柄（或踩下制动踏板）开关进行减速或制动时，如图4，励磁线圈4通电，此时励磁线圈4就会产生电磁场，电磁场经过磁粉层5并会阻止永磁场经过磁粉层5，磁轭2、磁粉层5、永磁铁3组成的单元极性如图7所示，间隔的单元极性相反。在电磁场的迫使下，相邻电永磁励磁装置产生的磁场回路闭合，如图8所示，其磁力线回路为：永磁铁3、磁轭2、气隙、左转子盘1、气隙、左转子盘1、气隙、磁轭2、永磁铁5、磁轭2、气隙、右转子盘6、气隙、右转子盘6、气隙、磁轭2、永磁铁3。此时转子盘1、6处在电磁场和永磁场的复合磁场中作旋转运动，因此转子盘内会感应出电涡流，从而转子盘1、6就会受到电磁场和永磁场的涡流制动作用。

制动时，定子的8个电永磁励磁装置可以部分参与工作，也可以全部参与工作。但参与工作的电永磁励磁装置必须成对，而且对称工作，如图7所示，必须N1和N1’、S2和S2’、N3和N3’、S4和S4’成对工作。当需要的制动强度不是太大时，可以只向部分成对电永磁励磁装置中的线圈中通入电流；当需要紧急制动时，可以向全部8个电永磁励磁装置中的线圈中通入电流，使8个电永磁励磁装置全部参与工作。

通过控制通入电永磁励磁装置的线圈中的电流大小可以控制永磁铁磁场的开关状态，同时通过控制电流大小也可以控制缓速器的制动力矩的大小。当线圈中不通入电流时，永磁铁的磁场处于屏蔽状态，对转子盘没有磁场作用；当线圈中通入不大的电流时，永磁铁磁场就会对转子盘产生磁场作用，此时主要是永磁铁磁场对转子盘产生制动作用，由于永磁铁的磁场是固定的，所以制动力矩也是固定的；当继续增加或减小线圈中的电流时，就可以增大或减小缓速器的制动力矩。当不需要紧急制动时，可以仅仅往线圈中通入小电流，此时主要由永磁铁磁场对转子盘产生制动效果；当需要紧急制动时，可以往线圈中通入最大电流，此时，电磁场和永磁场均对转子盘产生制动作用，缓速器制动力矩由电磁制动力矩和永磁制动力矩叠加而成。通过减小电流大小可以减小电磁制动力矩的大小，从而就可以减小缓速器的制动力矩大小。

当需要解除制动时，只需要断开通入线圈的电流，此时线圈不再产生电磁场，电永磁励磁装置就会进入图3所示状态，对外没有磁场作用，制动解除。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。

Claims (7)

1.一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其结构包括左转子盘、右转子盘、定子、控制器，其特征在于，定子固定于电涡流缓速器中，定子由为偶数个的电永磁励磁装置组成，电永磁励磁装置包括励磁线圈、永磁铁、磁粉、磁轭，永磁铁为空心圆柱状，内设置充满磁粉的圆柱容器，永磁铁两端安装高导磁材料制成的磁轭，磁轭完全覆盖住磁粉层和永磁铁的端面，励磁线圈绕在永磁铁的圆柱外表面上，相邻2个磁极的励磁线圈磁极相反，相邻2个永磁铁磁极方向相反，左转子盘、右转子盘对称分布于电永磁励磁装置两侧。

2.根据权利要求1所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，其定子是由8个电永磁励磁装置组成。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，定子通过定子支架固定。

4.根据权利要求1或2所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，所述的永磁铁和磁粉层组成的单元的轴线与定子支架轴向平行。

5.根据权利要求1或2所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，定子的8个电永磁励磁装置的圆心均匀分布在同一个分度圆周上，并且电永磁励磁装置在对外显示磁性的情况下相邻2个电永磁励磁装置的极性是相反的。

6.根据权利要求1或2所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，通过控制通入线圈中的电流通断来控制永磁铁磁场的开关状态；通过控制通入线圈中的电流大小来控制制动力矩的大小。

7.根据权利要求2所述的一种采用线圈与永磁铁复合励磁式电涡流缓速器，其特征在于，定子的8个电永磁励磁装置同时工作或部分成对、而且对称参与工作。