CN105743401A - 一种电子止动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子止动装置，其包括主发电机、励磁电路和输出电路，主发电机为他励式直流发电机，所述励磁电路包括励磁电源、校正电阻、限流电阻R′、补偿机、速控继电器及主发电机本身的励磁绕组，上述部分依次串联成回路，补偿机和励磁电源的极性相反，速控继电器的触头组控制校正电阻和补偿机，主发电机的输出端连接输出电路，主发电机的输入轴、补偿机的输入轴和速控继电器中的交流发电机的输入轴都由外部动力源的驱动轴带动。本方案通过补偿机改变主发电机的励磁电流从而促使主发电机的输出特性发生重大改变，在整个止动过程中，车速单调递减的情况下，主发电机的输出电动势仍能基本保持恒定，具有较高能量转化效率和较大的输出功率。

Description

一种电子止动装置

技术领域

本发明涉及电工技术和电子技术等领域，尤其是涉及一种电子止动装置。

背景技术

止动的实质就是把物体所具有的动能全部转换成其他形式的能量。一般情况下，这种能量转换的过程就是运动物体克服外力做功的过程，止动装置性能的优劣就是由这种做功过程的实际状况决定的。现实中通用的止动装置叫“刹车”，它是利用物体克服摩擦力做功把动能全部转换成热能来达到止动目的的。结构简单，止动效果明显是“刹车”装置久用不衰的原因。但“刹车”也存在诸多缺陷，如磨损机械、被转换的动能无法再度回收利用，尤其是止动过程难以控制容易造成安全事故。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的刹车装置止动过程难以控制以及无法回收能量、现有的能量回收系统效率较低等的技术问题，提供一种具有较高能量回收率及止动过程平缓的电子止动装置。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电子止动装置，包括主发电机、励磁电路和输出电路，主发电机为他励式直流发电机，所述励磁电路包括励磁电源、校正电阻、限流电阻R′、补偿机、速控继电器及主发电机本身的励磁绕组，所述励磁电源、校正电阻、限流电阻R′、补偿机和主发电机的励磁绕组依次串联成回路，补偿机和励磁电源的极性相反，速控继电器的触头组控制校正电阻和补偿机，速控继电器包括简易交流发电机，主发电机的输出端连接输出电路，主发电机的输入轴、补偿机的输入轴和速控继电器的简易交流发电机的输入轴都由外部动力源的驱动轴带动。

外部动力源通常是汽车或其他交通工具的动力轴。止动时主发电机将汽车的剩余动能转化为电能，然后通过输出电路对蓄能电池组充电，实现能量的回收利用。速控继电器根据动力轴的转速决定触头动作，从而改变补偿机有效主磁极的对数实现输出特性的过渡，组成较为理想的复合输出特性，使得在止动过程中，车速单调递减的情况下，主发电机仍能保持相对恒定的输出电动势，使能量回收率和输出功率都保持较高水平。本文中的车速是指止动模式下(主发电机的输入轴和补偿机的输入轴都与动力轴连动，继电器当中的电磁铁线圈电流大小也与动力轴转速相关)车辆的速度，车速与动力轴转速成正比。

作为优选，所述校正电阻包括第一校正电阻R_校1，所述速控继电器包括第一继电器，第一继电器为常闭型继电器，第一继电器的触头组包括三对常闭型触头，第一校正电阻R_校1的第一端连接第一继电器的第一静触头，第二端连接第一继电器的第一动触头；所述补偿机为微型永磁式直流发电机，补偿机的主磁极的对数与(后面将要讨论的)主发电机复合输出特性中包含的单一特性的个数有关，而单一特性的个数由止动前最高限制速度决定，如汽车最高速为120千米/小时，则主磁极至少由三对主磁极组成。主磁极包括第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体，三个永磁体参数相同，第一永磁体的N极对应的电刷和第二永磁体的N极对应的电刷都连接到N_合接线柱，第一永磁体的S极对应的电刷和第二永磁体的S极对应的电刷都连接到S_合接线柱，第三永磁体的N极对应的电刷与N_单接线柱连接，第三永磁体的S极对应的电刷与S_单接线柱连接，N_合接线柱连接第一继电器的第二静触头，N_单接线柱连接第一继电器的第二动触头，S_合接线柱连接第一继电器的第三静触头，S_单接线柱连接第一继电器的第三动触头，补偿机通过N_合接线柱和S_合接线柱接入励磁电路中。

当车速小于两个单一输出特性界面时的速度v_界时，继电器闭合，补偿机的有效主磁极包括第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体等三对，第一校正电阻R_校1阻值为零。而当车速大于v_界时，继电器断开，补偿机的有效磁极减少为第一永磁体和第二永磁体，第一校正电阻R_校1接入电路。

作为优选，所述速控继电器还包括整流滤波电路、固体放电管、控流电阻和电磁铁，所述整流滤波电路的输入端连接交流发电机的输出端，交流发电机的输入轴按一定的传动比与动力源驱动轴咬合，固体放电管、控流电阻和电磁铁的线圈串联以后跨接在整流滤波电路的输出端上，调整简易交流发电机及整流滤波电路参数，使车速为复合通带临界速度v_界时整流滤波电路的输出电压等于固体放电管的雪崩电压u_x，控流电阻的阻值R_K由以下公式确定：

R_K＝u_x/I_w

I_w为放电管的维持电流。

继电器触头闭合时称为系统运转的第一通带，继电器触头断开时称为系统运转的第二通带，第一通带和第二通带合称为复合通带，继电器触头动作时就是两个通带过渡时，此时的车速称为复合通带临界速度v_界。电磁铁的线圈中的电流强度控制继电器的触头组动作。

作为优选，所述补偿机的第一比例恒量C′_I满足当车速为第一通带参照速度v_0I的两倍时，即补偿机转速n等于第一通带参照转速n_0I两倍时，补偿机输出的直流电动势ε′等于励磁电源的电压u′，

u′-ε′＝u′-2C′_In_0I＝0

则主发电机的励磁电流及输出电动势都为0，所以n_m等于2n_0I，称为截止转速；补偿机转速与车速成正比。

C′_I的大小与补偿机结构有关，要确定符合上述条件的C′_I值，需通过实验。

作为优选，当止动前最高限制速度较高时，如高铁上使用本装置，所述速控继电器包括第二继电器和第三继电器，第二继电器和第三继电器都为常闭型继电器，第二继电器的触头组和第三继电器的触头组都包括三对常闭型触头，所述校正电阻包括第二校正电阻R_校2和第三校正电阻R_校3，第二校正电阻R_校2的第一端连接第二继电器的第一静触头，第二端连接第二继电器的第一动触头；第三校正电阻R_校3的第一端连接第三继电器的第一静触头，第二端连接第三继电器的第一动触头；所述补偿机为永磁式直流发电机，补偿机的主磁极包括第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体、第五永磁体和第六永磁体，六个永磁体参数相同并依次分布于补偿机电枢周围，第一永磁体的N极对应的电刷和第二永磁体的N极对应的电刷都连接到N₁₂接线柱，第一永磁体的S极对应的电刷和第二永磁体的S极对应的电刷都连接到S₁₂接线柱，第三永磁体的N极对应的电刷和第五永磁体的N极对应的电刷都连接到N₃₅接线柱，第三永磁体的S极对应的电刷和第五永磁体的S极对应的电刷都连接到S₃₅接线柱，第四永磁体的N极对应的电刷和第六永磁体的N极对应的电刷都连接到N₄₆接线柱，第四永磁体的S极对应的电刷和第六永磁体的S极对应的电刷都连接到S₄₆接线柱；N₁₂接线柱连接第二继电器的第二静触头和第三继电器的第二静触头，S₁₂接线柱连接第二继电器的第三静触头和第三继电器的第三静触头，N₃₅接线柱连接第二继电器的第二动触头，S₃₅接线柱连接第二继电器的第三动触头，N₄₆接线柱连接第三继电器的第二动触头，S₄₆接线柱连接第三继电器的第三动触头；补偿机通过N₁₂接线柱和S₁₂接线柱接入励磁电路中。

当止动前最高限制速较高时(如本装置用于高速铁路)要求的复合通带也较宽，复合通带需由三个单一特性复合而成。两个彼此独立的继电器先后两次对补偿机进行速度控制完成通带过渡，最终形成完整的复合通带。

作为优选，所述输出电路包括第一分支和第二分支，所述第一分支包括依次串联的开关K1、限流电阻R、隔离二极管D和蓄能电池组，第二分支包括闸刀开关K2、电热丝及储热水箱，所述电热丝通过开关连接在主发电机的输出端上，电热丝设置在储热水箱中，第一分支和第二分支并联。

从本质上看，止动效果明显与否由主发电机的实际输出功率决定，一般情况下，主发电机输出端只接通K1分支。但受到充电电流强度的限制，主发电机实际输出功率无法任意增大，故而止动过程平缓，这类止动占所有止动过程的绝大部分，可称为“可预期”止动。但对于某些紧急情况，为保证安全，汽车必须实施紧急止动，要求大幅度提高主发电机的实际输出功率，为此，必须满足：(1)主发电机有足够大的额定功率；(2)主发电机有优良的输出特性(输出电动势波动幅度Δε小)；(3)有一个能够承载大电流的负载。从各方面的分析可得，“储热水箱”可以充当主发电机E在紧急止动时的特殊的负载。

本发明带来的实质性效果是，可以根据转速不同改变主发电机的励磁电流，使主发电机有一个优良的输出特性。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种补偿机主磁极结构示意图；

图3是本发明的另一种补偿机主磁极结构示意图；

图4是本发明的一种速控继电器结构示意图；

图5是本发明的一种复合输出特性图；

图6是本发明的另一种复合输出特性图；

图中：1、主发电机，2、补偿机，3、蓄能电池组，4、储热水箱，5、励磁电源，6、校正电阻，7、限流电阻R′，8、励磁绕组，9、开关K1，10、限流电阻R,11、隔离二极管，12、闸刀开关K2，13、电枢绕组，14、电枢，15、电刷，16、接线柱，17、电磁铁。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种电子止动装置，如图1所示，主要由：主发电机1、补偿机2、蓄能电池组3、储热水箱4等的部分组成。主发电机是一台他励式直流发电机，其功能是把汽车的剩余动能转换成电能，通过对电池组充电把电能储存在电池组内。主发电机的励磁电路由励磁电源u′(5)、校正电阻R_校(6)、限流电阻R′7、补偿机及主发电机的励磁绕组8等构成，其中，补偿机与励磁电源u′极性相反。主发电机的输出电路由两个分支电路并联而成，一支路为开关K1(9)、限流电阻R(10)、隔离二极管D(11)及蓄能电池组，另一支路为闸刀开关K2(12)及储热水箱4。

补偿机实为一只永磁式微型直流发电机，它用在本装置上是为了使主发电机的输出特性产生重大的改变，为进一步组成复合通带及实现通带过渡创造条件。

补偿机的主磁极对数与下文将要讨论的，复合通带中包含的单一通带的个数有关，而单一通带的个数由止动前最高限制速度决定，例如：汽车在高速公路上行驶的最高限制速度为120千米/小时，则需要两个单一通带组成复合通带，此时补偿机主磁极至少3对，即所谓补偿机主磁极对数3-1制，“3”表示补偿机原有三对主磁极，“-1”表示经过一次继电器动作减少一对有效主磁极从而实现通带过渡。如果止动装置用在高铁上，则止动前最高限制速度有可能增至350千米/小时甚至更高，则复合通带的宽度需要更宽，组成复合通带的单一通带的个数就要增多，则通带过渡的次数就要增加，后面的分析将会表明：用六对主磁极经两次通带过渡，每过渡一次减少两对有效主磁极最终完成整个止动过程即所谓补偿机主磁极对数6-2-2制是比较理想的方案。

后面以汽车上应用本装置为例具体介绍设计原理。如图2所示，补偿机的主磁极为三对共六个磁极，每个磁极附近都有一个电刷15与之对应(三个与N极对应三个与S极对应)，对于一般的直流发电机而言，三个同名磁极对应的电刷连在一起，分别接到两个接线柱16上，向外输出直流电动势，但本方案的补偿机不然，只把两对主磁极的同名磁极对应的电刷连在一起，标为N_合、S_合，并通过一对接线柱向外部输出直流电动势。这里所指的“外部”就是主发电机的励磁电路。与另一对主磁极对应的电刷标为N_单、S_单，与另一对接线柱相连。

接线柱N_合与N_单及S_合与S_单之间分别外接常闭型速控继电器的两对触头2-2′及3-3′，其中N_合与S_合分别连接静触头2与3，N_单与S_单分别连接动触头2′与3′。当车速增大到临界速度时，速控继电器动作，两对触头同步断开，补偿机有效主磁极由三对减少为两对从而完成通带过渡。补偿机的这种工作机制称为“补偿机主磁极对数3-1制”。

由于补偿机主磁极由永久磁体构成，总磁通量Φ’为常量，所以补偿机的输出电动势ε′只与补偿机电枢转速n成正比，即

ε′＝C′n(1)

式中比例恒量C′与补偿机结构有关，例如：电枢14的长度与半径、电枢绕组13的匝数、主磁极的总磁通、主磁极有效对数等等。由于补偿机的极性与励磁电源u′的极性相反，所以励磁电流

$I^{\′}=\frac{u^{\′}-C^{\′}n}{R^{\′}}---\left(2\right)$

可见I′随n(从0开始)增加而减小，当增大到n_m时，C′n_m＝u′，I′减小到0，n_m叫做截止转速，从而得到

$n_m=\frac{u^{\′}}{C^{\′}}---\left(3\right)$

在励磁电源u′的值不变时，截止转速n_m与比例恒量C′成反比。

主发电机的总磁通Φ(n)与励磁电流I′成正比，即

$\mathrm{\Φ}\left(n\right)={\mathrm{kI}}^{\′}=k\frac{u^{\′}-C^{\′}n}{R^{\′}}---\left(4\right)$

k为比例系数；

主发电机输出电动势ε(n)如下：

$\mathrm{\ϵ}\left(n\right)=C\mathrm{\Φ}\left(n\right)\stackrel{\‾}{n}=jC\mathrm{\Φ}\left(n\right)n=jCk\frac{u^{\′}n-C^{\′}{n}^2}{R^{\′}}---\left(5\right)$

式中n为补偿机转速，为主发电机转速，j为主发电机转速和补偿机转速的比例系数，C是与主发电机结构有关的比例恒量，当n在0-n_m之间变化时，主动发电机的输出电动势ε(n)在处存在一个峰值ε_m，n₀就叫做参照转速，沿用电子学中的分析方法，把ε(n)≥0.7ε_m的转速范围也叫做通带，通带下限转速n_L≈(1-0.55)n₀，上限转速n_H≈(1+0.55)n₀，带宽Δn≈1.1n₀。由此可以得出：(1)输出特性通带的宽度与参照转速n₀成正比；(2)在止动过程中即使转速n单调递减，只要在通带范围内，输出电动势仍能保持相对恒定。这两条结论是组成复合通带的出发点。由于补偿机转速n与汽车实际速度成正比，所以通带也可以用车速v来表示，若v₀是补偿机转速为n₀时汽车车速，将v₀叫做参照车速，则带宽Δv＝v_H-v_L≈(1+0.55)v₀-(1-0.55)v₀≈1.1v₀；

只含一个参照车速v₀的输出特性的通带，无论v₀再高Δv再宽也无法涵盖整个止动过程的速度变化范围，故必须由两个单一特性的通带组成复合通带。若两个单一特性的参照速为v_0I及v_0II，且v_0II＞v_0I，则复合通带必须满足下列三个条件：(1)由v_0II确定的通带的上限速v_0IIH必须大于国家规定的最高限制速度；(2)两个单一通带之间存在适量重叠；(3)汽车在止动过程中速度单调递减并经过两通带界面时能瞬间自动地从通带II过度到通带I。

补偿机设有N_单、N_合、S_单、S_合等四个接线柱，在N_单与N_合及S_单与S_合之间分别外接常闭型速控继电器的两对触头2-2′与3-3′(见图2)。触头闭合时，比例恒量、补偿机参照转速和汽车的参照速各为C′_I、n_0I和v_0I，触头断开后三个参数为C′_II、n_0II和v_0II，因为触头的断开使得补偿机的有效主磁极的对数由三对减少为两对，所以每个电枢绕组在电枢每绕一周时，向外部输出单向脉动电动势的个数以及整个补偿机输出单向脉动电动势的密度都比触头闭合是减小一半，所以补偿机输出直流电动势ε’也比触头闭合时减小一半，则比例恒量也比触头闭合时减小一半，即相应地补偿机的参照转速n_0II以及汽车的参照速v_0II都比触头闭合时增大一倍，即n_0II＝2n_0I，v_0II＝2v_0I，但这里并未确定它们的具体大小。

根据复合通带组成条件(1)，v_0IIH≥120千米/小时，即v_0II(1+0.55)≥120千米/小时，得v_0II≥77千米/小时，为了取得更好的止动及节能效果，取v_0II＝90千米/小时，则v_0I＝45千米/小时，复合通带中两个单一通带界面的速度v_界＝(1+x)v_0I＝(1-x)v_0II，得v_界＝60千米/小时。

复合通带下限速v_L＝(1-0.55)v_0I＝20千米/小时；

复合通带上限速v_H＝(1+0.55)v_0II＝140千米/小时；

此模式下复合特性曲线见图5。

用实验的方法确定与v_0I对应的补偿机比例恒量C′_I。

实验置备：(1)一台可调速有读数的转动源(如电动机)。(2)经初步设计的拟用的补偿机。

实验步骤：(1)把拟用补偿机安装在转动源的转轴上，令转动源在两倍于n_0I的转速上转动(n_0I是与汽车车速45千米/小时对应的补偿机转速)，观察并记录补偿机输出直流电动势ε′。(2)比较ε′与励磁电路电源的电压u'，若ε′＞u',则应调整补偿机结构中与比例恒量有关的因素，如：适当消弱永磁体的磁性；减少电枢绕组匝数；减小电枢铁芯的长度和直径等，若ε′＞u'，则改变调整方向，直到ε′＝u'为止。

输出电动势ε(v)在v_界上的值叫做输出电动势谷值，用ε_n表示，从图中估算v_n≈0.9ε_m，而且，在整个止动过程的绝大部分区域内，输出电动势ε(v)≥ε_n，输出电动势波动幅度Δε＝ε_m-ε_n。设止动过程对电池组充电时，电池组两端平均电动势为ε₀，且令ε_n＝ε₀，则Δε越小，输出回路消耗在降压电阻上的电能量越小，能量利用率越高。若充电电流为I则电池组吸收的有用功率P_有用＝Iε₀，主发电机输出总功率P_总＝I(ε₀+Δε)，输出回路的效率η＝ε₀/(ε₀+Δε)≥0.9。

根据上述设计过程，归纳为一个“名称”来代替它。即：“补偿机主磁极对数3-1制”，其中“3”表示补偿机原有3对主磁极，“-1”表示经过一次速控继电器触头的断开减少一对有效主磁极来实现通带过渡。如果本装置要在高铁上应用，则由于最高限速的增加须由三个单一特性组成复合特性时，应采用主磁极对数多于三对的补偿机及两个速控继电器对止动过程施行两次通带过渡。

常闭型速控继电器由：(1)继电器动作指令信号源(含交流发电机整流滤波电路、开关元件(固体放电管F)及控流电阻R_K)；(2)动作执行机构(电磁铁17)；(3)触头系统等组成(图4)。其中电磁铁绕组与放电管F、控流电阻R_K一起串接于滤波输出端以接受动作指令。调节有关参数使车速为复合通带临界速v_界时，滤波输出端的直流电压u_界＝u_x(放电管雪崩电压)。调节R_K使u_x/R_K＝I_w(放电管维持电流)。适当设计电磁铁使I_w能确保吸动固定在动触头绝缘支架上的衔铁，使继电器动触头即时断开完成通带过渡。

校正电阻R_校受常闭型速控继电器中一对触头控制，v_界为复合特性中两个单一特性界面的速度，当车速v＜v_界时，R_校被触头1-1′短路，v＞v_界时触头断开，主发电机励磁电路中增加电阻R_校，使励磁电流减小(即总磁通减小)，从而抵消由于参照车速v_0II大于v_0I引起的电动势峰值ε_mII＞ε_mI的趋势，最终确保ε_mI＝ε_mII。

从本质上看，止动效果明显与否由主发电机的实际输出功率决定，一般情况下，主发电机输出端只接通K1分支，此时发电机输出回路能量传送的效率≥0.9，可见，节能效果上佳，但受到充电电流强度的限制，主发电机实际输出功率无法任意增大，故而止动过程平缓，这类止动占所有止动过程的绝大部分，可称为“可预期”止动。但对于某些紧急情况，为保证安全，汽车必须实施紧急止动，要求大幅度提高主发电机E的实际输出功率，为此，必须满足：(1)主发电机E有足够大的额定功率；(2)E有优良的输出特性(输出电动势波动幅度Δε小)；(3)有一个能够承载大电流的负载。从各方面的分析可得，“储热水箱”可以充当主发电机E在紧急止动时的特殊的负载。

对于高速铁路，由于列车止动前车速很快，则要求复合通带也很宽，需由三个单一特性复合而成。设计同样可按前叙的步骤进行。设三个单一特性的参照速分别为v_0I、v_0II、v_0III，且v_0III＞v_0II＞v_0I，首先按照输出直流电动势波动幅度Δε尽可能小复合通带尽可能宽的原则，对各种可能的方案进行对比，然后确定最为合理的方案-补偿机主磁极对数6-2-2制；

如图3所示，补偿机共有6对主磁极1-2、3-5及4-6三组，1-2组两磁体相邻，相应的同名磁体的电刷N1与N2，S1与S2连在一起并通过接线柱N₁₂与S₁₂向外部输出直流电动势，3-5组及4-6组磁体位置相间，相应的同名磁极对应的电刷N3与N5、S3与S5相连及N4与N6、S4与S6相连后分别与另两对接线柱N₃₅及S₃₅、N₄₆及S₄₆相连接。

有两个彼此独立的常闭型速控继电器-继电器I与继电器II，先后两次对补偿机进行速度控制完成通带过渡，最终形成完整的复合通带，继电器I三对常闭型触头为11-11′，12-12′，13-13′，继电器II三对常闭型触头为21-21′，22-22′，23-23′。在接线柱N₃₅与N₁₂及S₃₅与S₁₂之间分别外接继电器I的两对触头12-12′及13-13′(N₁₂与S₁₂接静触头)，在接线柱N₄₆与N₁₂及S₄₆与S₁₂间，分别外接继电器II的两对触头22-22′及23-23′(N₁₂与S₁₂接静触头)。此外继电器I另一对触头11-11′及继电器II的另一对触头21-21′分别接在校正电阻R_校I及R_校II的两端以控制此二电阻。它们的功用与之前的R_校一样，为了使复合特性中三个输出电动势峰值大小的一致性。

设通带I与通带II，通带II与通带III之间的临界速分别为V_界12及v_界23，当v＞v_界12时，继电器I动作，它的三对触头同时断开，补偿机有效主磁极由6对减少为4对，(主磁极N3、S3及N5、S5失效)。补偿机电枢每转一周每个电枢绕组向外部输送的单向脉动电动势由12个减少为6个，则整个输出单向脉动电动势的密度减小一半，即意味着止动装置完成由通带I至通带II的过渡。当v＞v_界23时，继电器II随之动作，它的三对触头同时断开，有效主磁极由4对减少为2对，电枢每转一周时每个电枢绕组向外部输送单向脉动电动势由6个减少为3个，一样道理。此时：C′_I:C′_Ⅱ:C′_Ⅲ＝4:2:1，则v_0I:v_0II:v_0III＝1:2:4。

若铁路止动前最高速度为350千米/小时，则v_0III(1+0.55)≥350千米/小时，v_0III≥226千米/小时

取v_0III＝240千米/小时，则v_0II＝120千米/小时，v_0I＝60千米/小时

通带I与通带II界面速度

v_界12＝v_0I(1+x)＝v_0II(1-x)，x＝0.33

v_界12＝80千米/小时

通带II与通带III界面速度

v_界23＝v_0II(1+x)＝v_0III(1-x)，同样x＝0.33

v_界23＝160千米/小时

此模式下复合特性曲线见图6。

以螺旋桨驱动的船舶与以驱动轮驱动的汽车，他们都是利用反作用力推进的交通工具，在关闭动力源后，由于惯性，他们都要向前方继续运动一段路程，同时，螺旋桨或车轮都要按原来的转动方向继续转动直至船舶或汽车完全止动。由此可见，如果把本装置安装在船舶上并有螺旋桨的转轴带动，则也能与装在汽车上一样取得节能与安全的双重效果。

船舶的速度虽低，但质量很大，所以剩余动能总量仍相当可观。尽人皆知，水路运输比陆路运输成本低得多，这是因为船舶比汽车等的能量利用的效率高得多，同样道理，在止动过程中剩余动能的利用率船舶也比汽车高得多。对于一般的船舶，30节的速度已不多见，充其量不过60千米/小时，所以补偿机主磁极对数3-1制已足够了。具体的设计步骤与汽车用的装置基本相同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发电机、补偿机、通带等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种电子止动装置，其特征在于，包括主发电机、励磁电路和输出电路，主发电机为他励式直流发电机，所述励磁电路包括励磁电源、校正电阻、限流电阻R′、补偿机、速控继电器及主发电机本身的励磁绕组，所述励磁电源、校正电阻、限流电阻R′、补偿机和主发电机的励磁绕组依次串联成回路，补偿机和励磁电源的极性相反，速控继电器的触头组控制校正电阻和补偿机，速控继电器包括简易交流发电机，主发电机的输出端连接输出电路，主发电机的输入轴、补偿机的输入轴和速控继电器中的简易交流发电机的输入轴都由外部动力源的驱动轴带动。

2.根据权利要求1所述的一种电子止动装置，其特征在于，所述校正电阻包括第一校正电阻R_校1，所述速控继电器包括第一继电器，第一继电器为常闭型继电器，第一继电器的触头组包括三对常闭型触头，第一校正电阻R_校1的第一端连接第一继电器的第一静触头，第二端连接第一继电器的第一动触头；所述补偿机为微型永磁式直流发电机，补偿机的主磁极包括第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体，三个永磁体参数相同，第一永磁体的N极对应的电刷和第二永磁体的N极对应的电刷都连接到N_合接线柱，第一永磁体的S极对应的电刷和第二永磁体的S极对应的电刷都连接到S_合接线柱，第三永磁体的N极对应的电刷与N_单接线柱连接，第三永磁体的S极对应的电刷与S_单接线柱连接，N_合接线柱连接第一继电器的第二静触头，N_单接线柱连接第一继电器的第二动触头，S_合接线柱连接第一继电器的第三静触头，S_单接线柱连接第一继电器的第三动触头，补偿机通过N_合接线柱和S_合接线柱接入励磁电路中。

3.根据权利要求2所述的一种电子止动装置，其特征在于，所述速控继电器还包括整流滤波电路、固体放电管、控流电阻和电磁铁，所述整流滤波电路的输入端连接简易交流发电机的输出端，固体放电管、控流电阻和电磁铁的线圈串联以后跨接在整流滤波电路的输出端上，调整简易交流发电机及整流滤波电路参数，使车速为复合通带临界速度v_界时整流滤波电路的输出电压等于固体放电管的雪崩电压u_x，控流电阻的阻值R_K由以下公式确定：

R_K＝u_x/I_w

I_w为放电管的维持电流。

4.根据权利要求3所述的一种电子止动装置，其特征在于，

所述补偿机的第一比例恒量C_I′满足当车速为第一通带参照速度v_0I的两倍时，即补偿机转速n等于第一通带参照转速n_0I两倍时，补偿机输出的直流电动势ε′等于励磁电源的电压u′，

u′-ε′＝u′-2C_I′n_0I＝0

则主发电机的励磁电流及输出电动势都为0，n_m等于2n_0I，称为截止转速；补偿机转速与车速成正比。

5.根据权利要求1所述的一种电子止动装置，及其特征在于，所述速控继电器包括第二继电器和第三继电器，第二继电器和第三继电器都为常闭型继电器，第二继电器的触头组和第三继电器的触头组都包括三对触头，所述校正电阻包括第二校正电阻R_校2和第三校正电阻R_校3，第二校正电阻R_校2的第一端连接第二继电器的第一静触头，第二端连接第二继电器的第一动触头；第三校正电阻R_校3的第一端连接第三继电器的第一静触头，第二端连接第三继电器的第一动触头；所述补偿机为永磁式直流发电机，补偿机的主磁极包括第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体、第五永磁体和第六永磁体，六个永磁体参数相同并依次分布于补偿机电枢周围，第一永磁体的N极对应的电刷和第二永磁体的N极对应的电刷都连接到N₁₂接线柱，第一永磁体的S极对应的电刷和第二永磁体的S极对应的电刷都连接到S₁₂接线柱，第三永磁体的N极对应的电刷和第五永磁体的N极对应的电刷都连接到N₃₅接线柱，第三永磁体的S极对应的电刷和第五永磁体的S极对应的电刷都连接到S₃₅接线柱，第四永磁体的N极对应的电刷和第六永磁体的N极对应的电刷都连接到N₄₆接线柱，第四永磁体的S极对应的电刷和第六永磁体的S极对应的电刷都连接到S₄₆接线柱；N₁₂接线柱连接第二继电器的第二静触头和第三继电器的第二静触头，S₁₂接线柱连接第二继电器的第三静触头和第三继电器的第三静触头，N₃₅接线柱连接第二继电器的第二动触头，S₃₅接线柱连接第二继电器的第三动触头，N₄₆接线柱连接第三继电器的第二动触头，S₄₆接线柱连接第三继电器的第三动触头；补偿机通过N₁₂接线柱和S₁₂接线柱接入励磁电路中。

6.根据权利要求2或5所述的一种电子止动装置，及其特征在于，所述输出电路包括第一分支和第二分支，所述第一分支包括依次串联的开关K1、限流电阻R、隔离二极管D和蓄能电池组，第二分支包括闸刀开关K2、电热丝及储热水箱，所述电热丝通过开关连接在主发电机的输出端上，电热丝设置在储热水箱中，第一分支和第二分支并联。