CN110661377A - 电磁减速器和发电机组件以及包含该组件的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁减速器(4)和发电机(8)组件(2)，所述组件(2)包括转子(10)、由该转子承载的减速器电枢(32)、由该转子承载的发电机电感器(44)、包括具有一个外轴向表面(56)和一个内轴向表面(58)的套管(46)的定子(12)、设置在定子的外轴向表面(56)上的减速器电感器(66)以及设置在定子的内轴向表面(58)上的发电机电枢(72)，其特征在于，所述套管(46)包括多个非磁性材料主体(74)，所述主体(74)设置在减速器的电感器(66)和发电机的电枢(72)之间。

Description

电磁减速器和发电机组件以及包含该组件的车辆
技术领域
本发明涉及一种使用涡电流的电磁减速器和一种能够为该减速器供电的发电机组件，还涉及一种多功能车。
背景技术
电磁减速器用于降低车床的转速。这种减速器通常用作诸如汽车或卡车的多功能车中的辅助或耐久制动装置。这种减速器也可用于架空电车或电梯。
文献EP 1,014,545公开了一种组件，其包括电磁减速器和能够为该电磁减速器供电的发电机。该组件包括固定到传动轴上的转子和使传动轴同轴通过的定子。发电机能够从转子相对于定子的旋转运动产生电流。定子包括固定到传动装置壳体的圆柱形部件。转子由两个由侧板连接的同轴套管组成。定子的圆柱形部件设置在转子的两个套管之间并与之闭合。定子的圆柱形部件的外表面包括适于在转子的外套管中产生涡流的电感器。该外套管构成减速器的电枢。发电机包括设置在转子的内套管外表面上的电感器和设置在定子圆筒内表面上的电枢。
但是，这种组件存在操作困难。
实际上，由于定子的高温，集成发电机的永磁体可能消磁。首先，定子在制动阶段由来自转子的辐射加热，然后通过由减速器的电感器和发电机的电枢中的涡流产生的热量传导被加热。例如，钕磁体(称为NdFeB型)的最高耐受温度为180℃。当超过该温度时，发电机的功率很快下降。因此，“减速器”功能的性能也会下降，因为它直接取决于发电机的功率。
发明内容
本发明的目的是提出一种更可靠的减速器和发电机组件。
为此目的，本发明的目的是提供一种电磁减速器和发电机组件，所述组件包括转子、由转子承载的减速器电枢、由转子承载的发电机电感器、包括具有一个外轴向表面和一个内轴向表面的套管的定子、设置在定子外轴向表面上的减速器电感器和设置在定子内轴向表面上的发电机电枢，所述定子围绕旋转轴线延伸，
其特征在于，所述套管包括多个非磁性材料主体，这些主体设置在减速器的电感器和发电机的电枢之间。
根据具体实施例，该组件包括以下一个或多个特征：
-所述非磁性主体根据与旋转轴线同轴的圆形环形设置，并且在垂直于旋转轴线的平面内延伸；
-每个非磁性材料主体具有圆弧形状；
-减速器的电感器包括从套管的外轴向表面径向向外突出的磁极，并且其中每个非磁性主体沿径向方向与磁极对齐，所述径向方向垂直于旋转轴线；
-所述非磁性主体包括沿平行于旋转轴线的方向延伸的通孔；
-发电机的电感器包括磁体承载块和设置在所述磁体载体内的若干个永磁体；
-其中径向方向是垂直于旋转轴线的方向，并且其中所述永磁体以其相对于径向方向成角度设置的南北轴线延伸；
-所述组件包括能够通过通孔开口使空气脉动的通风装置；
-所述组件包括能够通过通孔使冷却液循环的冷却回路；
-转子包括：
·圆柱形包壳，其具有与定子的外轴向表面相对设置的内轴向表面；
·冠部，其被容纳在所述圆柱形包壳内，其中所述冠部具有设置在靠近定子的内轴向表面的外轴向表面；其中，减速器的电枢设置在转子的内轴向表面上，并且发电机的电感器由冠部的外轴向表面承载。
本发明的目的还在于提供一种多功能车，包括驱动装置、通过所述驱动装置绕其轴线旋转驱动的旋转轴以及如上所述的电磁减速器和发电机组件。
附图说明
通过阅读以下描述将更好地理解本发明，所述描述仅作为示例给出并且参考附图进行，其中：
-图1是根据本发明的组件的轴向剖视图；
-图2是图1所示组件的径向剖视图；
-图3是根据本发明第一实施例的转子的轴向剖视图；
-图4是图3所示转子的透视图；
-图5是根据本发明第二实施例的转子的轴向剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，当根据本发明的减速器发电机组件如图所示布置时，术语“右”和“左”被定义，但绝不是限制性的。
参考图1和2，根据本发明的电磁减速器和发电机组件2包括能够制动旋转轴6的旋转的涡电流电磁减速器4和用于为该电磁减速器供电的发电机8。
该组件2可以被安装在旋转轴6上，离开多功能车的驱动装置，例如汽车、厢式货车或卡车或电梯的电动机或架空电车。
该组件2包括能够与驱动装置的旋转轴6一起旋转的转子10和用于固定到该驱动装置的变速器或桥接件的壳体14的定子12。
参照图3，转子10包括圆柱形包壳16和冠部20，圆柱形包壳16在其左端设置有朝向内侧延伸的径向侧板18，冠部20在其右端设置有径向边缘22，该径向边缘22朝向内侧延伸并限定开口24。
冠部20的左端通过螺钉26连接到径向侧板18，使得冠部20延伸到圆柱形包壳16的内部。圆柱形包壳16，径向侧板18和冠部20形成环形壳体28，其具有朝向壳体14的敞开的径向表面。
圆柱形包壳16和冠部20是圆形的并且具有相同的旋转轴线A-A。开口24 也以该旋转轴线A-A为中心。当减速器发电机组件2安装在驱动装置上时，该旋转轴线A-A与驱动装置的旋转轴6的旋转轴线X-X重合。
圆柱形包壳16包括一个内轴向表面30，其构成减速器4的电枢32。
转子10还包括用于承载驱动装置的旋转轴6的传动凸缘34和能够将转子 10固定到旋转轴6上的环形间隔件36。为此目的，间隔件36具有能够接合在旋转轴6的互补凹槽中的凹槽，以便将转子10固定到旋转轴6上。
传动凸缘34抵靠径向边缘22的右表面附接，并且间隔件36通过螺钉38 固定靠在径向边缘22的左表面上。
参考图4，转子10还包括磁体承载块40，其例如通过螺钉26附接到冠部 20的外轴向表面41上。该磁体承载块40包括埋在块内的永磁体42。磁体承载块40由层压板、轧制板或烧结材料制成。永磁体42以其南北轴线相对于径向方向成角度定位。特别地，永磁体42成对布置。每对磁体设置成朝向圆柱形包壳16敞开的V形图案。
作为变型，永磁体对42设置成朝向圆柱形包壳16封闭的V形图案。
根据另一变型，永磁体42平坦地设置在冠部20的外轴向表面41上。
这些永磁体42构成发电机8的电感器44。
由于这些永磁体42被掩埋，它们受到由减速器的电感器产生的磁场的影响较小。
作为变型，永磁体42直接被固定到冠部20的外轴向表面41上，例如通过粘附。
根据图5中所示的变型，圆柱形包壳16和冠部20由单件形成。在该实施例中，永磁体42直接附接到冠部的外轴向表面41上。
参照图1、2，定子12包括具有圆形横截面的套管46和径向后部48，中心开口50穿过该径向后部48。
当组装组件2时，套管46围绕与圆柱形包壳16和冠部20相同的旋转轴线A-A延伸。
径向后部48通过螺钉52附接到定子支撑件54。定子支撑件54自身附接到变速器或桥接件的壳体14，如图1中可见。
套管46设置在由圆柱形包壳16和转子的冠部20形成的壳体28中。
套筒46具有与圆柱形包壳的内轴向表面30相对设置的外轴向表面56和与定子的磁体承载块40相对且靠近的内轴向表面58。
外轴向表面56具有从外轴向表面向外延伸的磁极。这些磁极60被导电电线62包围。以Telma名义发布的专利FR2,757,705中描述的磁通量扩展器63 通过螺钉连接到径向凸起60的自由端。径向凸起60，其相应的绕组62和扩展器63形成具有交替极性的多个磁极64。圆形设置的磁极64的组件构成减速器的电感器66。
内轴向表面58设有形成芯的径向狭缝68。这些芯由图中未示出的导电线包围。这些芯和它们的电线绕组构成多个三相磁极70。磁极70的组件形成发电机的电枢72。
参见图2，套管46包括几个非磁性材料主体74，它们设置在套管的外轴向表面56和内轴向表面58之间。
特别地，非磁性材料主体74位于减速器的感应器66和发电机的电枢72 之间。非磁性主体74设置成与旋转轴线A-A同轴的圆环形状。非磁性主体74 在径向平面中延伸(意思是在垂直于旋转轴线A-A的平面中)。
这些非磁性材料主体74在电枢32和减速器的电感器66之间产生的磁场线之间形成磁屏障，并且还在电枢72和发电机的电感器44之间产生磁场线。
根据所示的实施例，定子包括多个非磁性主体74，其等于减速器的电感器66的磁极64的数量，并且每个非磁性主体74沿径向方向与磁极66对齐。
根据所示的实施例，每个非磁性主体74具有圆弧形状。
如果考虑磁极60在径向平面中具有宽度L，则非磁性主体74可以例如具有宽度L'，L'大于宽度L的130％。类似地，非磁性主体的高度h可以有利地包括在L/4和L/3之间。优选地，非磁性主体74与套管的外轴向表面56之间的距离D至少等于L/2。
类似地，如果磁极在角度α的圆弧上延伸，则非磁性主体在大于130％的α的圆弧上延伸。
非磁性主体可以由通孔组成，或完全由通孔成形。通孔沿平行于旋转轴线 A-A的方向延伸。有利地，这些通孔同时允许定子的冷却。特别地，这些通孔允许冷却套管46、磁极60、绕组62、磁极70和电枢72。
电磁减速器和发电机组件2可包括能够加速气流速度的风扇80。因此，定子通过强制气流冷却。
作为变型，电磁减速器和发电机组件2包括能够使冷却液循环通过通孔的冷却回路。冷却回路包括泵和包含冷却液的管。
作为变型，冷却可以通过非脉冲气流完成。
作为变型，非磁性主体由铝，橡胶，非磁性不锈钢、铸铁、镁、碳纤维、烧结粉末等制成。在这种情况下，定子由层压板、轧制板或烧结材料制成。
作为变型，套管包括单个非磁性主体，形成与旋转轴线A-A同轴的非横贯圆形槽。该槽在径向平面中延伸，意味着在垂直于旋转轴线A-A的平面中延伸。该槽可以是空的或填充有铝、橡胶等。
在操作中，转子10相对于定子12的旋转在发电机的电枢的磁极70的导电电线中产生电流。该电流由未示出的整流器整流。当车辆的驾驶员启动电磁减速器4时，来自整流器的电力供应电磁减速器4的电感器的磁极64的线圈 62。由减速器的电枢产生的磁场在圆柱形外壳16的内表面上产生涡电流。这些涡电流用于使转子相对于定子减速。
本发明还涉及一种多功能车，包括驱动装置、通过所述驱动装置绕其轴线旋转的旋转轴6、以及如上所述的电磁减速器和发电机组件2。

Claims (11)

1.一种电磁减速器(4)和发电机(8)组件(2)，所述组件(2)包括转子(10)、由所述转子(10)承载的减速器电枢(32)、由所述转子(10)承载的发电机电感器(44)、包括具有一个外轴向表面(56)和一个内轴向表面(58)的套管(46)的定子(12)、设置在所述定子的外轴向表面(56)上的减速器电感器(66)以及设置在所述定子的内轴向表面(58)上的发电机电枢(72)，所述定子(46)围绕旋转轴线(A-A)延伸，
其特征在于，所述套管(46)包括多个非磁性材料主体(74)，所述主体(74)设置在所述减速器的电感器(66)和所述发电机的电枢(72)之间。
2.如权利要求1所述的组件(2)，其特征在于，所述非磁性主体(74)根据与所述旋转轴线(A-A)同轴的圆形环形设置，并且在垂直于所述旋转轴线(A-A)的平面内延伸。
3.如权利要求1和2中任一项所述的组件(2)，其特征在于，每个非磁性材料主体(74)具有圆弧形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述减速器的电感器(66)包括从所述套管的外轴向表面(56)径向向外突出的磁极(64)，并且其中，每个非磁性主体(74)沿径向方向与磁极(64)对齐，所述径向方向垂直于所述旋转轴线(A-A)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述非磁性主体(74)包括沿平行于所述旋转轴线(A-A)的方向延伸的通孔。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述发电机的电感器(44)包括磁体承载块(40)和设置在所述磁体载体(40)内的若干个永磁体(42)。
7.如权利要求6所述的组件(2)，其特征在于，径向方向是垂直于所述旋转轴线(A-A)的方向，并且其中，所述永磁体(42)以其相对于所述径向方向成角度设置的南北轴线延伸。
8.如权利要求5至7中任一项所述的组件(2)，包括能够通过通孔开口使空气脉动的通风装置(80)。
9.如权利要求5至7中任一项所述的组件(2)，包括能够通过所述通孔使冷却液循环的冷却回路。
10.如权利要求1至9中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述转子(10)包括：
-圆柱形包壳(16)，其具有与所述定子(12)的外轴向表面(56)相对设置的内轴向表面(30)；
-冠部(20)，其被容纳在所述圆柱形包壳(16)内，其中所述冠部(20)具有设置在靠近所述定子(12)的内轴向表面(58)的外轴向表面(41)；其中，所述减速器(4)的电枢(32)设置在所述转子(10)的内轴向表面(30)上，并且所述发电机(8)的电感器(44)由所述冠部(16)的外轴向表面(41)承载。
11.一种多功能车，包括驱动装置、通过所述驱动装置绕其轴线旋转驱动的旋转轴(6)、以及如权利要求1至10中任一项所述的电磁减速器和发电机组件(2)。
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