一種雙轉子勵磁組合緩速器的製作方法

2024-03-09 19:37:15 1

本實用新型涉及汽車零件設備技術領域，尤其涉及一種雙轉子勵磁組合緩速器，具體涉及一種能提升功率密度及制動效能，且能調節制動力矩大小的雙轉子勵磁組合緩速器。

背景技術：

緩速器作為一種重要的汽車輔助制動裝置，對汽車制動效果顯著，能夠減少車輪制動器熱衰退，提高車輛行駛的安全性和舒適性，且可延長制動系統、傳動系統和輪胎的壽命，降低車輛使用成本，提升汽車環保性。針對制動運行的特點，現有車用緩速器主要存在兩方面的問題：一方面，與不帶輔助制動裝置的車輛相比，安裝緩速器後車輛的總備質量必然有所增加，而為了滿足制動力能需求，尤其是車輛滿載高速運行時的快速制動，緩速器往往體積、質量大，不但增加了車輛空載行駛的慣性，而且限制了實際載重量。另一方面，現有緩速系統難以兼顧低速和高速運行時的制動性能，不同類型和結構的緩速器分別存在低速制動能力差、高速及高負載時制動力矩輸出不足、高溫下制動力矩衰減嚴重、響應速度慢、制動力矩大小不可調節等問題。

發明專利CN200810243194.2公布了一種帶水冷系統的自勵式緩速器，可採用發動機循環水道中的冷卻液對緩速器進行冷卻，提高緩速器發電機裝置的發電能力和緩速器的勵磁電流，增大緩速器的制動力矩和緩速制動效能；實用新型專利CN200620072790.5公布了一種雙轂式電渦流緩速器，轉子由轉子外環和轉子內環鑄成一體構成，制動力矩比普通電渦流緩速器提高30％左右。以上專利技術均是從提高制動力矩的角度來改善性能，但仍然難以兼顧低速和高速運行時的制動性能，且未能解決制動力矩大小不可調節的問題。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本實用新型的目的是：提供一種能提升功率密度及制動效能，且能調節制動力矩大小的雙轉子勵磁組合緩速器，以解決現有的緩速器無法調節制動力矩，從而難以兼顧低速和高速運行時的制動性能的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種雙轉子勵磁組合緩速器，其包括轉軸、永磁式子單元及電勵磁子單元；所述永磁式子單元包括外定子鐵心及與所述轉軸固定連接的外轉子鐵心，所述外轉子鐵心對應於所述外定子鐵心設有永磁體，所述永磁體與所述外定子鐵心間設有氣隙且所述永磁體與所述外定子鐵心的交集面積可調節；所述電勵磁子單元包括內定子鐵心及與所述轉軸固定連接的內轉子鐵心，所述內定子鐵心與所述內轉子鐵心設有氣隙，所述內轉子鐵心上設有電勵磁線圈，且所述電勵磁線圈的接入電流可調節。

其中，所述外定子鐵心及所述電勵磁子單元均設於所述外轉子鐵心與所述轉軸構成的空間內，且所述外定子鐵心具有一個凹陷區，所述電勵磁子單元設於所述凹陷區內。

其中，所述內定子鐵心設於所述外定子鐵心與所述內轉子鐵心之間。

其中，所述外定子鐵心朝向所述電勵磁子單元的側面設有隔磁套，在所述內定子鐵心的外側、且與所述外定子鐵心及外轉子鐵心相鄰的區域設有隔磁套。

其中，所述外定子鐵心通過第二軸承與所述轉軸連接。

其中，所述外定子鐵心與所述第二軸承之間還設有過渡支架及設於所述過渡支架上的花鍵，所述外定子鐵心的底部與所述花鍵連接。

其中，所述外轉子鐵心上設有環形開口，所述外定子鐵心上連接有推拉杆，所述推拉杆穿過所述環形開口。

其中，所述環形開口的內圈設有第四軸承，所述環形開口的外圈設有第三軸承，所述第四軸承及第三軸承用於防止所述推拉杆隨所述外轉子鐵心轉動。

其中，所述內定子鐵心通過第一軸承與所述轉軸連接。

其中，所述內定子鐵心及外定子鐵心內均設有循環水道，用於對所述內定子鐵心及外定子鐵心進行冷卻。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術方案具有如下優點：本實用新型提供了一種雙轉子勵磁組合緩速器，其包括轉軸、永磁式子單元及電勵磁子單元；永磁式子單元包括外定子鐵心及與轉軸固定連接的外轉子鐵心，外轉子鐵心對應於外定子鐵心設有永磁體，永磁體與外定子鐵心間設有氣隙且永磁體與外定子鐵心的交集面積可調節；電勵磁子單元包括內定子鐵心及與轉軸固定連接的內轉子鐵心，內定子鐵心與內轉子鐵心設有氣隙，內轉子鐵心上設有電勵磁線圈，且電勵磁線圈的接入電流可調節。本申請通過改變永磁體和外定子鐵心的交集面積，從而改變定子磁通量以調節制動力矩；並通過對接入電勵磁線圈的勵磁電流的大小進行調節，以實現對制動力矩的無級調節。同時，本申請結合永磁式子單元及電勵磁子單元，採用雙轉子制動，動作響應快，能選取較大範圍內的電磁、熱負荷，進而大大提升緩速器的功率密度與制動效能，適用於各類大中型商用運輸車輛、安全行駛要求高的軍車等運載工具，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型一種雙轉子勵磁組合緩速器實施例的緩速器的縱向剖面結構圖；

圖2是本實用新型一種雙轉子勵磁組合緩速器實施例的緩速器的橫向剖面結構圖；

圖3是本實用新型一種雙轉子勵磁組合緩速器實施例的循環水冷結構的示意圖。

圖中：1：轉軸；2：內轉子鐵心；3：外轉子鐵心；4：電勵磁線圈；5：永磁體；6：外定子鐵心；7：內定子鐵心；8：隔磁套；9：氣隙；10：推拉杆；11：花鍵；12：過渡支架；13：第一軸承；14：第二軸承；15：第三軸承；16：第四軸承；17：循環水道。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1至圖3所示，本實用新型實施例提供了一種雙轉子勵磁組合緩速器，其包括轉軸1、永磁式子單元及電勵磁子單元；永磁式子單元包括外定子鐵心6及與轉軸1固定連接的外轉子鐵心3，在本實施例中，外轉子鐵心3同時作為緩速器的外殼；外轉子鐵心3對應於外定子鐵心6設有永磁體5，為了保證外轉子鐵心3與外定子鐵心6能自由轉動，永磁體5與外定子鐵心6間設有氣隙9且永磁體5與外定子鐵心6的交集面積可調節，從而改變定子磁通量以調節制動力矩；電勵磁子單元包括內定子鐵心7及與轉軸1固定連接的內轉子鐵心2，為了保證內定子鐵心7與內轉子鐵心2能自由轉動，內定子鐵心7與內轉子鐵心2設有氣隙9，內轉子鐵心2上設有電勵磁線圈4，且電勵磁線圈4的接入電流可調節，以實現對制動力矩的無級調節。特別的，本申請中的永磁式子單元與電勵磁子單元是相互獨立的，且本申請通過同時設置永磁式子單元與電勵磁子單元，採用雙轉子制動，動作響應快，能選取較大範圍內的電磁、熱負荷，進而大大提升緩速器的功率密度與制動效能，進而適用於各類大中型商用運輸車輛、安全行駛要求高的軍車等運載工具。

特別的，在本實施例中，外定子鐵心6、外轉子鐵心3、內定子鐵心7及內轉子鐵心2均為圓柱體結構。其中，外轉子鐵心3及內轉子鐵心2均與轉軸1固定連接，並同步旋轉。

在本實施例中，本申請提供的緩速器連接有外部控制器，通過外部控制器輸出電流通過碳刷和電滑環通入電勵磁線圈4上，且電勵磁線圈4的接入電流可通過PWM(脈衝寬度調製)電路連續控制，從而改變電勵磁緩速器單元的磁場大小。

具體地，外定子鐵心6及電勵磁子單元均設於外轉子鐵心3與轉軸1構成的空間內，且外定子鐵心6具有一個凹陷區，電勵磁子單元設於凹陷區內。在本實施例中，採用這種布局方式，使得本申請提供的緩速器的結構緊湊，減小了佔地面積，避免因緩速器體積、質量大，從而增加了車輛空載行駛的慣性，而且限制了實際載重量的缺陷。

具體地，在本實施例中，為進一步減小緩速器的佔用空間，內定子鐵心7設於外定子鐵心6與內轉子鐵心2之間；為避免內定子鐵心7與外定子鐵心6產生相互影響，外定子鐵心6朝向電勵磁子單元的側面設有隔磁套8，在內定子鐵心7的外側、且與外定子鐵心6及外轉子鐵心3相鄰的區域設有隔磁套8。其中，外側指的是附圖1中的圖示方向，即靠近外定子鐵心6及外轉子鐵心3的那一側面。

具體地，外定子鐵心6通過第二軸承14與轉軸1連接。在本實施例中，轉軸1作為驅動裝置，帶動外轉子鐵心3轉動，通過設置第二軸承14以防止外定子鐵心6隨轉軸1轉動。

進一步地，外定子鐵心6與第二軸承14之間還設有過渡支架12及設於過渡支架12上的花鍵11，外定子鐵心6的底部與花鍵11連接。通過設置花鍵11，使得外定子鐵心6在花鍵上滑動，由此來改變外定子鐵心6與永磁體5之間的交集面積，進而調節制動力矩。

進一步地，外轉子鐵心3上設有環形開口，外定子鐵心6上連接有推拉杆10，推拉杆10穿過環形開口。在本實施例中，外定子鐵心6通過推拉杆10實現在花鍵11上的滑動，其中，推拉杆10水平設置，外定子鐵心6沿著推拉杆10的軸線方向滑動。

進一步地，環形開口的內圈設有第四軸承16，環形開口的外圈設有第三軸承15，在本實施例中，轉軸1作為驅動裝置，帶動外轉子鐵心3轉動，本申請通過設置第四軸承16及第三軸承15，用於防止推拉杆10隨外轉子鐵心3轉動。

具體地，內定子鐵心7通過第一軸承13與轉軸1連接。在本實施例中，轉軸1作為驅動裝置，帶動內轉子鐵心2轉動，通過設置第一軸承13以防止內定子鐵心7隨轉軸1轉動。

進一步地，本申請提供的緩速器採用轉子勵磁，渦流在內定子鐵心7及外定子鐵心6的內部流動時，會產生熱效應而使鐵心發熱，由於定子鐵心不存在圓周運動，故對內定子鐵心7及外定子鐵心6內均設有循環水道17，用於對內定子鐵心7及外定子鐵心6進行冷卻。因此可對定子鐵心設置循環水道進行液冷，有效降低溫升以解決熱衰退問題，進而改善制動力矩品質。

制動時，內轉子鐵心2及外轉子鐵心3在轉軸1的帶動下旋轉，分別由電勵磁線圈4和永磁體5提供旋轉磁場，而外定子鐵心6及內定子鐵心7固定不動，穿過外定子鐵心6、內定子鐵心7表面的磁通量發生變化，從而在外定子鐵心6、內定子鐵心7內部產生感應電流(渦流)；旋轉磁場與渦流相互作用產生制動力阻止轉子的旋轉。由於永磁式子單元及電勵磁子單元的磁場大小均可改變，故制動力矩的大小可以根據工況需求進行靈活調節，並可獲得較寬範圍內的合成制動力矩，改善全局制動效能。

非制動運行時，切斷勵磁線圈4的輸入電源，同時通過推拉杆10使外定子鐵心6滑動至與永磁體5相隔離的區域。

綜上所述，本實用新型提供了一種雙轉子勵磁組合緩速器，其包括轉軸、永磁式子單元及電勵磁子單元；永磁式子單元包括外定子鐵心及與轉軸固定連接的外轉子鐵心，外轉子鐵心對應於外定子鐵心設有永磁體，永磁體與外定子鐵心間設有氣隙且永磁體與外定子鐵心的交集面積可調節；電勵磁子單元包括內定子鐵心及與轉軸固定連接的內轉子鐵心，內定子鐵心與內轉子鐵心設有氣隙，內轉子鐵心上設有電勵磁線圈，且電勵磁線圈的接入電流可調節。本申請通過改變永磁體和外定子鐵心的交集面積，從而改變定子磁通量以調節制動力矩；並通過對接入電勵磁線圈的勵磁電流的大小進行調節，以實現對制動力矩的無級調節。同時，本申請結合永磁式子單元及電勵磁子單元，採用雙轉子制動，動作響應快，能選取較大範圍內的電磁、熱負荷，進而大大提升緩速器的功率密度與制動效能，適用於各類大中型商用運輸車輛、安全行駛要求高的軍車等運載工具，具有廣闊的應用前景。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。