CN104363979A - 电磁型制动器 - Google Patents
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Abstract
一种电磁型制动器，具有：主要部分，包括定子和钢转子，该定子具有多个磁性线圈，这些磁性线圈沿圆布置，并且彼此间隔开，从而形成多相连接，该钢转子围绕定子，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置；以及驱动装置，包括至少两个晶体管，该至少两个晶体管分别由来自控制装置的驱动脉冲断开和闭合。多相连接由磁性线圈形成，每相的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且晶体管的每一个串联连接到至少两个相连接上。在磁性线圈中通过钢转子的转动而诱导的旋转磁场的转动速度设置成比钢转子的转动速度小。通过接通和断开晶体管而控制制动扭矩，该晶体管插入在一个相连接中。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁型制动器，并且更具体地说，涉及一种电磁型制动器，其中，可控制制动扭矩。
背景技术
通过利用涡电流来得到制动扭矩的电磁型制动器是众所周知的，如在日本专利资料1中表示的那样。
现有技术文献
专利文献
日本专利资料1：日本专利申请公开No.125219/2008。
图8至图10表示传统电磁型制动器。在图8中，附图标记1指示汽车的轮胎，2指示发动机起动器，6指示电磁型制动器的主要部分，8指示用来处理操作信号7的控制装置，及10指示驱动装置，该驱动装置包括晶体管T1至T3，这些晶体管T1至T3分别由来自控制装置8的驱动脉冲9断开和闭合。
如图9和图10所示，主要部分6包括：定子轭11；磁性线圈L，具有磁性线圈L1至L12，这些磁性线圈L1至L12沿圆布置，并且在定子轭11上彼此间隔开；钢转子(鼓)13，围绕定子轭11，并且根据轮胎1的转动而转动，磁性线圈L1至L12的每一个在其中具有铁心；及翅片14，提供在钢转子13的外周缘表面上。磁性线圈L1至L12形成A相、B相及C相的三相连接。
磁性线圈L1、L2、L3、L7、L8及L9的每一个在极性上与磁性线圈L4、L5、L6、L10、L11及L12的每一个相反。驱动装置10的晶体管T1串联连接到A相连接上，该A相连接包括线圈L1、L4、L7及L10。晶体管T2串联连接到B相连接上，该B相连接包括线圈L2、L5、L8及L11。晶体管T3串联连接到C相连接上，该C相连接包括线圈L3、L6、L9及L12。
根据传统制动器，当将操作信号7施加到控制装置8上时，产生驱动脉冲9，从而接通驱动装置10的晶体管T1至T3，并且形成谐振电路，该谐振电路包括磁性线圈L1至L12和电容器C。
当钢转子13的转数变得比旋转磁场的转数快时，在磁性线圈中由钢转子13的残余磁场诱导的电压通过谐振电路的作用成为特定频率的三相交流电压，该旋转磁场的转数由磁性线圈和电容器的谐振频率计算，该谐振电路包括磁性线圈和电容器。在这种状态下，在钢转子13中，根据由三相交流电压产生的旋转磁场的转数Ns与钢转子13的转数Nd之差，产生涡流。通过在钢转子13中产生的涡流，磁性线圈的电压增大，从而在钢转子13中产生的涡流进一步增大。涡流作用的增大在这样的点处停止：即使磁性线圈的电压增大，磁场也不再增大。在钢转子13中的涡流产生焦耳热，从而较大制动动力施加到钢转子13上。制动动力转化成热量，并且热量从翅片14辐射到大气中，这些翅片14提供在钢转子13的外周缘表面上。
发明概述
本发明要解决的问题
在传统电磁型制动器中，通过磁性线圈L1至L12的交流电流通过相位控制而增大或减小，其中，交流电流的通(ON)时间一般变化，以便控制制动扭矩。然而，在这样的相位控制中，在通过电磁线圈的电流中的高次谐波分量变得巨大，从而谐振电路的谐振变得不稳定。进一步，在传统型制动器中，难以将制动扭矩准确地调整到要求值。如果制动扭矩太强大，则鼓和电磁线圈过热，并且电磁型制动器的使用寿命缩短。
本发明的目的是消除以上缺陷。
根据通过本发明人的实验和研究，发现可能的是，例如通过只切断用于A相的晶体管T1和用于B相的晶体管T2这两个晶体管而不是用于A相、B相及C相的三个晶体管T1至T3，消除旋转磁场，并且停止制动器的操作。进一步，发现可能的是，例如通过甚至在用于B相的线圈的谐振不连续的情况下，使用于A相和C相的线圈的谐振连续，并且通过将电磁型制动器的输出电压控制到与用于B相的晶体管T2的通时间和断(OFF)时间成比例的值，调整电磁型制动器的制动扭矩。
相应地，在本发明中，不使用用于C相的晶体管T3，电磁型制动器通过两相控制操作，该两相控制只使用用于A相的晶体管T1和用于B相的晶体管T2，并且电磁型制动器的制动扭矩通过单相控制而控制，该单相控制只使用用于B相的晶体管T2。
用于解决问题的手段
根据本发明的电磁型制动器的特征在于包括：主要部分，包括定子和钢转子，该定子具有多个磁性线圈，这些磁性线圈沿圆布置，并且彼此间隔开，从而形成多相连接，磁性线圈的每一个在其中具有铁心，该钢转子围绕定子，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置；以及驱动装置，包括至少两个晶体管，该至少两个晶体管分别由来自控制装置的驱动脉冲断开和闭合，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且晶体管的每一个串联连接到至少两个相连接上，其中，在磁性线圈中通过钢转子的转动而诱导的旋转磁场的转动速度设置成比钢转子的转动速度小，并且其中，通过接通和断开晶体管而控制制动扭矩，该晶体管插入在一个相连接中。
晶体管的通和断控制按这样一种计时进行，从而相连接的相电流是零。
在负荷比(相电压的周期与通的时间的比值)是100％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到电压达到下个峰值的点的每个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中。
在负荷比是75％的情况下，在连续三个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中，每个循环是从施加到晶体管上的电压达到峰值的点到电压达到下个峰值的点，其中，在已经通过一个循环之后，再次在连续三个循环期间，保持晶体管的通状态，并且其中，重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。
在负荷比是50％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到电压达到下个峰值的点的一个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中，其中，在已经通过一个循环之后，再次在一个循环期间，保持晶体管的通状态，并且其中，重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。在负荷比是25％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到电压达到下个峰值的点的一个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中，其中，在已经通过连续三个循环之后，再次在一个循环期间，接通晶体管，并且其中，重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。
发明的效果
根据本发明的电磁型制动器，可得到如下效果。
(1)可得到稳定谐振，因为相连接的通、断控制按这样一种计时进行，从而相连接的相电流成为零(在电压成为波峰的计时处)，从而交流电流没有失真，就是说，不产生高次谐波电流。
(2)切换噪声的产生很小，因为相连接的切换按这样一种计时进行，从而相电流是零。
(3)电磁型制动器能以低成本制成，因为可控制制动扭矩，而在用于三个相的三个晶体管中，不使用用于一个相，例如用于C相，的一个晶体管。
(4)在多种负荷比的情况下，可得到对于电磁型制动器要求的制动扭矩，并且可适当地控制制动扭矩。
(5)可延长电磁型制动器的使用寿命，因为制动扭矩可调整到希望值，从而可防止鼓和电磁线圈的过热。
(6)断循环时间可缩短，并且可控制制动扭矩，在确定输出值的情况下有较小波动。
附图的简要说明
图1是根据本发明的电磁型制动器的示意描绘。
图2是流程图，表示根据本发明的电磁型制动器的操作。
图3表示在负荷比是100％的情况下、根据本发明的电磁型制动器的相电压的波形。
图4表示在负荷比是75％的情况下、根据本发明的电磁型制动器的相电压的波形。
图5表示在负荷比是50％的情况下、根据本发明的电磁型制动器的相电压的波形。
图6表示在负荷比是25％的情况下、根据本发明的电磁型制动器的相电压的波形。
图7是曲线图，描绘在每个负荷比的情况下根据本发明的电磁型制动器的产生制动扭矩和转子的转数的关系。
图8是传统电磁型制动器的示意描绘。
图9是图8所示的传统电磁型制动器的主要部分的竖直截面侧视图。
图10是图8所示的传统电磁型制动器的主要部分的竖直截面前视图。
具体实施方式
参照附图，将解释根据本发明的电磁型制动器的实施例。
实施例1
图1描绘根据本发明的电磁型制动器的第一实施例。
与在图8至图10中表示的传统制动器的对应部分相似的制动器的部分，已经给予对应附图标记，并且不必进一步再描述。本发明的电磁型制动器包括主要部分6、用来处理操作信号7的控制装置8、及驱动装置10，该驱动装置10包括晶体管T1和T2，这些晶体管T1和T2由来自控制装置8的A相的驱动脉冲和B相的驱动脉冲分别断开和闭合。主要部分6包括：定子轭11；磁性线圈L，包括磁性线圈L1至L12，每一个在其中具有铁心，这些磁性线圈L1至L12沿定子轭11的外周缘表面布置，并且彼此间隔开；及钢转子13，围绕定子轭11，并且根据轮胎1的转动而转动。磁性线圈L1至L12形成A相、B相及C相的三相连接。谐振电路的每一个由磁性线圈L1至L12的每一个和电容器C的每一个形成。在磁性线圈中通过钢转子13的转动而诱导的旋转磁场的转动速度设置成比钢转子13的转动速度小。在驱动装置10中的晶体管T1串联连接到A相连接上，该A相连接包括磁性线圈L1、L4、L7及L10，并且在驱动装置10中的晶体管T2串联连接到B相连接上，该B相连接包括磁性线圈L2、L5、L8及L11。
在本发明中，电流通过一个相连接，例如在A相和B相的连接中的B相连接，的通过时间通过接通和断开晶体管T2而间断地控制。
就是说，如图2和图3所示，在负荷比是100％的情况下，当B相电压达到峰值时，如果控制输出不是0％，则积分控制输出，并且当控制输出的积分值达到100％时，将用于B相的晶体管T2接通，且继续晶体管T2的通状态。如果积分值没有达到100％，则晶体管T2保持在断状态下。在图3中，省去A相和C相的波形。
在负荷比是75％的情况下，如图4所示，当积分值达到100％时，将用于B相的晶体管T2接通，且在B相电压达到峰值之后的连续三个循环期间，保持晶体管T2的通状态，在一个循环已经通过之后，再次在连续三个循环期间，保持晶体管T2的通状态，并且重复晶体管T2的通状态的以上切换方式。
在负荷比是50％的情况下，如图5所示，当积分值达到100％时，将用于B相的晶体管T2接通，且在B相电压达到峰值之后的一个循环期间，保持晶体管T2的通状态，在一个循环已经通过之后，再次在一个循环期间，保持用于B相的晶体管T2的通状态，并且重复晶体管T2的通状态的以上切换方式。
在负荷比是25％的情况下，如图6所示，当积分值达到100％时，将用于B相的晶体管T2接通，且在B相电压达到峰值之后的一个循环期间，保持晶体管T2的通状态，在三个循环已经通过之后，再次将用于B相的晶体管T2的通状态保持一个循环，并且重复晶体管T2的通状态的以上切换方式。
图7是用来解释根据本发明的电磁型制动器的制动扭矩和钢转子13的转数的关系的图，其中，符号a至d分别表示在100％、75％、50％、及25％的负荷比的情况下的线。
根据本发明，相对于负荷比的宽范围可连续地控制制动扭矩。
附图标记的说明
1 轮胎
2 定子
6 主要部分
7 操作信号
8 控制装置
9 驱动脉冲
10 驱动装置
11 定子轭
12 定子
13 钢转子
14 翅片
Claims (6)
1.一种电磁型制动器，包括：主要部分，包括定子和钢转子，该定子具有多个磁性线圈，这些磁性线圈沿圆布置，并且彼此间隔开，从而形成多相连接，每个磁性线圈中具有铁心，该钢转子围绕定子，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置；以及驱动装置，包括至少两个晶体管，该至少两个晶体管分别由来自控制装置的驱动脉冲断开和闭合，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且每个晶体管串联连接到至少两个相连接上；在磁性线圈中通过钢转子的转动而诱导的旋转磁场的转动速度设置成小于钢转子的转动速度；通过接通和断开晶体管而控制制动扭矩，该晶体管插入在一个相连接中。
2.根据权利要求1所述的电磁型制动器，其中，晶体管的通和断控制按这样一种计时进行，即相连接的相电流是零。
3.根据权利要求1或2所述的电磁型制动器，其中，在负荷比是100％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到该电压达到下个峰值的点的每个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中。
4.根据权利要求1或2所述的电磁型制动器，其中，在负荷比是75％的情况下，在连续三个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中，每个循环是从施加到晶体管上的电压达到峰值的点到该电压达到下个峰值的点；在已经通过一个循环之后，再次在连续三个循环期间，保持晶体管的通状态；重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。
5.根据权利要求1或2所述的电磁型制动器，其中，在负荷比是50％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到该电压达到下个峰值的点的一个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中；在已经通过一个循环之后，再次在一个循环期间，保持晶体管的通状态；重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。
6.根据权利要求1或2所述的电磁型制动器，其中，在负荷比是25％的情况下，在从施加到相连接上的电压达到峰值的点到该电压达到下个峰值的点的一个循环期间，保持晶体管的通状态，该晶体管插入在一个相连接中；在已经通过连续三个循环之后，再次在一个循环期间，接通晶体管；重复与晶体管的通和断状态的以上切换方式相似的方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150218 |