CN105556829A - 自充电型电磁制动器 - Google Patents

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CN105556829A CN201480001647.4A CN201480001647A CN105556829A CN 105556829 A CN105556829 A CN 105556829A CN 201480001647 A CN201480001647 A CN 201480001647A CN 105556829 A CN105556829 A CN 105556829A
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三好章洋
大场光义
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Abstract

一种自充电型电磁制动器，具有：电磁制动器的主要部分，包括定子轭(9)、多个磁性线圈(L1-L12)及钢转子(10)，这些磁性线圈形成多相连接；控制装置(5)；电容器(C1-C12)，其与每个相的磁性线圈相连接，从而形成谐振电路；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置(7)，该驱动装置(7)包括晶体管(T1-T3)，各晶体管(T1-T3)串联连接至每个多相连接；电容器部分(13)，其由自发电型电磁制动器部分充电；二极管，其用来防止反向电流；及用于低转速区域的驱动装置(16)，其包括晶体管(T4-T6)。用于低转速区域的每个晶体管通过电容器部分和二极管串联连接到每个多相连接上，以形成电磁制动器部分。在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。

Description

自充电型电磁制动器
技术领域
本发明涉及一种自充电型电磁制动器，更具体地说，涉及一种自充电型电磁制动器，其中，在高转速区域处，从发电型电磁制动器部分得到的过多电力存储在电容器部分中，并且在低转速区域处，存储电力用来激励磁性线圈，从而防止制动扭矩降低。
背景技术
在传统发电型电磁制动器中，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，从而可消除用来激励磁性线圈的电源。
图6至图8表示传统发电型电磁制动器。在图6中，附图标记1指示汽车的轮胎，2指示发动机，3指示电磁制动器的主要部分，4指示操作信号，5指示用来处理操作信号4的控制装置，6指示从控制装置5发出的驱动脉冲，及7指示用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括用于高转速区域的晶体管T1至T3，这些晶体管T1至T3分别由驱动脉冲6断开和闭合。
如图6至图8所示，主要部分3包括：定子8；定子轭9，围绕定子8；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9上彼此间隔开；钢转子(鼓)10，围绕定子轭9，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芯；及翅片11，提供在钢转子10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。如图6所示，驱动装置7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4施加到控制装置5上时，产生驱动脉冲6，从而接通驱动装置7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C1至C12。
当钢转子10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10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10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10的转数Nd之差，产生涡流。通过在钢转子10中产生的涡流，磁性线圈的电压增大，从而在钢转子10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10中的涡流产生焦耳热，从而较大制动动力施加到钢转子10上。制动动力转化成热量，并且热量从翅片11辐射到大气中，这些翅片11提供在钢转子10的外周缘表面上。
发明内容
本发明要解决的问题
在传统发电型电磁制动器中，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，从而可消除用来激励磁性线圈的电源。然而，在低转速区域处，从制动能量不足，从而得到的电力变得很小。
本发明的目的是消除以上缺陷。
用来解决问题的方式
根据本发明实施例的一种自充电型电磁制动器包括：电磁制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，磁性线圈的每一个在其中具有铁芯，并且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；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；发电型电磁制动器部分，具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到三相连接的每一个上；电容器部分，在其中存储从发电型电磁制动器部分得到的过多电力；二极管，用来防止反向电流；及用于低转速区域的驱动装置，包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制电路发出，其中，用于低转速区域的三个晶体管的每一个通过电容器部分和二极管串联连接到三相连接的每一个上；其特征在于，在高转速区域处，将从发电型电磁制动器部分得到的过多电力存储在电容器部分中，并且在低转速区域处，磁性线圈由在电容器部分中存储的电力激励。
在根据本发明的电磁制动器中，三相连接由三相星形连接形成。
在根据本发明的电磁制动器中，三相连接由三相三角形连接形成。
根据本发明另一个实施例的一种自充电型电磁制动器包括：电磁制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，磁性线圈的每一个在其中具有铁芯，并且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；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；发电型电磁制动器部分，具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到在三相连接中的两相连接的每一个上；电容器部分，在其中存储从发电型电磁制动器部分得到的过多电力；二极管，用来防止反向电流；及用于低转速区域的驱动装置，包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制电路发出，其中，用于低转速区域的三个晶体管的每一个通过充电电容器和二极管串联连接到三相连接的每一个上；其特征在于，在高转速区域处，将从发电型电磁制动器部分得到的过多电力存储在电容器部分中，并且在低转速区域处，磁性线圈由在电容器部分中存储的电力激励。
根据本发明其它实施例的一种自充电型电磁制动器包括：电磁制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成两相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，磁性线圈的每一个在其中具有铁芯，并且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；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；发电型电磁制动器部分，具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括一个晶体管，这个晶体管由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的晶体管串联连接到在两相连接中的单相连接上；电容器部分，在其中存储从发电型电磁制动器部分得到的过多电力；二极管，用来防止反向电流；及用于低转速区域的驱动装置，包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制电路发出，其中，用于低转速区域的两个晶体管的每一个通过充电电容器和二极管串联连接到两相连接的每一个上；其特征在于，在高转速区域处，将从发电型电磁制动器部分得到的过多电力存储在电容器部分中，并且在低转速区域处，磁性线圈由在电容器部分中存储的电力激励。
在本发明的电磁制动器中，两相连接由两相V形连接形成。
参照附图，将解释根据本发明的自充电型电磁制动器的实施例。
根据本发明的制动器的部分，已经给予对应附图标记，并且不必进一步再描述，这些部分与在图6至图8中表示的传统制动器的对应部分相似。
本发明的实施例的自充电型电磁制动器如图1所示包括：控制装置5，具有用来探测轮胎1的转数的探测器；交流发电型电磁制动器部分，具有驱动装置7、全波整流和降压斩波器12、电气双层电容器部分13、用来防止反向电流的二极管D1、电压探测部分14、负载控制部分15、及用于低转速区域的驱动装置16，该驱动装置7包括用于高转速区域的晶体管T1至T3，该驱动装置16包括晶体管T4至T6。在驱动装置16中的晶体管T4通过电容器部分13和二极管D1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，在驱动装置16中的晶体管T5通过电容器部分13和二极管D1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，及在驱动装置16中的晶体管T6通过电容器部分13和二极管D1串联连接到C相连接上，该C相连接包括磁性线圈L3、L6、L9及L12。在高转速区域处，晶体管T1至T3分别由驱动脉冲6断开和闭合，该驱动脉冲6从控制装置5发出，磁性线圈被激励，及电容器部分13由从制动能量得到的电力充电。在低转速区域处，晶体管T4至T6分别由驱动脉冲17断开和闭合，该驱动脉冲17从控制装置5发出，并且磁性线圈由在电容器部分13中存储的电力激励。
如上所述，在高转速区域处，在根据本发明的自充电型电磁制动器中，产生的过多交流三相电力由斩波器12全波整流和降压，将过多电力存储在电气双层电容器部分13中，及将电容器部分13的电压施加到控制装置5上。当电容器部分13的电压达到充电完成电压VL时，停止对电容器部分13的充电。
在低转速区域处，在驱动装置16中的晶体管T4至T6由驱动脉冲17接通，该驱动脉冲17从控制装置5发出，从而磁性线圈形成磁场，在钢转子中产生涡流，及将制动动力施加到钢转子上，并从而可得到足够的控制扭矩。
在本发明的另一个实施例的自充电型电磁制动器中，如图2所示，从在图1中表示的用于高转速区域的驱动装置7中删除晶体管T3。
在本发明的其它实施例的自充电型电磁制动器中，如图3所示，从用于高转速区域的驱动装置7中删除晶体管T2和T3，并且从在图1中表示的用于低转速区域的驱动装置16中删除晶体管T6。
在这个实施例中，在驱动装置16中的晶体管T4通过电容器部分13和二极管D1串联连接到A相连接上，该A相连接包括磁性线圈L1、L3、L5、L7、L9及L11，并且在驱动装置16中的晶体管T5通过电容器部分13和二极管D1串联连接到B相连接上，该B相连接包括磁性线圈L2、L4、L6、L8、L10及L12。进一步，磁性线圈L1、L2、L5、L6、L9及L10在极性上与磁性线圈L3、L4、L7、L8、L11及L12相反。
A相连接和B相连接形成两相V形连接。
图4是曲线图，描绘根据本发明的电磁制动器的制动扭矩和转子转数的关系。图5是曲线图，描绘根据本发明的电磁制动器的制动扭矩、充电电压、及转子转数与时间的关系。
本发明的效果
根据本发明的电磁型制动器，可得到如下效果。
(1)在根据本发明的自充电型电磁制动器中，在高转速区域处，将产生的过多电力存储在电容器部分中，并且在低转速区域处，将存储电力用来激励磁性线圈，从而防止制动扭矩降低，从而可解决在传统电磁制动器中制动扭矩在低转速区域处很小的问题。
(2)在根据本发明的自充电型电磁制动器中，可得到在低转数和高转数期间具有低消耗电力的高制动扭矩。
(3)在根据本发明的自充电型电磁制动器中，为了增加电磁制动器的制动扭矩，不必增加电池或交流发电机的功率。
附图说明
图1是根据本发明实施例的自充电型电磁制动器的示意描绘。
图2是根据本发明另一个实施例的自充电型电磁制动器的示意描绘。
图3是根据本发明其它实施例的自充电型电磁制动器的示意描绘。
图4是曲线图，描绘根据本发明的电磁制动器的制动扭矩和转子转数的关系。
图5是曲线图，描绘根据本发明的电磁制动器的制动扭矩、充电电压、及转子转数与时间的关系。
图6是传统发电型电磁制动器的示意描绘。
图7是在图6中表示的传统电磁制动器的主要部分的竖直截面前视图。
图8是在图6中表示的传统电磁制动器的主要部分的竖直截面侧视图。
附图标记的说明
1轮胎
2发动机
3制动器的主要部分
4操作信号
5控制装置
6驱动脉冲
7用于高转速区域的驱动装置
8定子
9定子轭
10钢转子
11翅片
12全波整流和降压斩波器
13电气双层电容器部分
14电压探测部分
15负载控制部分
16用于低转速区域的驱动装置
17驱动脉冲
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且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；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从该控制装置发出，其中，用于高转速区域的每个晶体管串联连接到每个三相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从该控制装置发出，其中，每个用于低转速区域的三个晶体管通过电容器部分和二极管串联连接到三相连接的每一相上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其中，三相连接由三相星形连接形成。
3.根据权利要求1所述的电磁制动器，其中，三相连接由三相三角形连接形成。
4.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且每个相连接的各磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的每个晶体管串联连接到在三相连接中的每个两相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个用于低转速区域的三个晶体管通过电容器和二极管串联连接到每个三相连接上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
5.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成两相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且每个相连接的各磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括一个晶体管，这个晶体管由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的该晶体管串联连接到在两相连接中的单相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的这两个晶体管中的每一个通过电容器和二极管串联连接到这两相连接中的每一个上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
6.根据权利要求4或5所述的电磁型制动器，其中，两相连接由两相V形连接形成。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
按照《国际检索报告》的观点，“所述控制电路”应该是“所述控制装置”的打字错误，在此对权利要求1、4、5进行补正。

Claims (6)

1.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且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；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从该控制装置发出，其中，用于高转速区域的每个晶体管串联连接到每个三相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从该控制装置发出，其中，每个用于低转速区域的三个晶体管通过电容器部分和二极管串联连接到三相连接的每一相上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其中，三相连接由三相星形连接形成。
3.根据权利要求1所述的电磁制动器，其中，三相连接由三相三角形连接形成。
4.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且每个相连接的各磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的每个晶体管串联连接到在三相连接中的每个两相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个用于低转速区域的三个晶体管通过电容器和二极管串联连接到每个三相连接上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
5.一种自充电型电磁制动器，包括：电磁制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成两相连接，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动，其中，每个磁性线圈中具有铁芯，并且每个相连接的各磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路；控制装置，其具有用来探测钢转子转数的探测器；自发电型电磁制动器部分，其具有用于高转速区域的驱动装置，该驱动装置包括一个晶体管，这个晶体管由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于高转速区域的该晶体管串联连接到在两相连接中的单相连接上，以形成自发电型电磁制动器部分；电容器部分，其中存储从自发电型电磁制动器部分得到的电力；二极管，其用来防止反向电流；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的这两个晶体管中的每一个通过电容器和二极管串联连接到这两相连接中的每一个上；其特征在于，在高转速区域处，自发电型电磁制动器部分起作用；而在低转速区域处，电磁制动器部分起作用。
6.根据权利要求4或5所述的电磁型制动器，其中，两相连接由两相V形连接形成。
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