一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器的製造方法
2023-09-17 18:32:25
一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器的製造方法
【專利摘要】一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，緩速器轉子採用雙凸極構造，並與轉軸連接；緩速器線圈安裝在緩速器轉子兩個凸極之間，並與緩速器定子固定在一起；緩速器定子內圓和緩速器轉子外圓同軸。發電機電樞鐵心和發電機勵磁線圈固定在緩速器固定架上，發電機轉子爪極設在緩速器轉子內側上，均勻分布在轉子內側圓周上；發電機整體裝置位於緩速器轉子內部。本發明採用自發電方式，節約電能，避免了緩速器初啟動時對汽車電瓶的巨大衝擊；緩速器線圈和發電機勵磁線圈均採用集中繞制的獨立線圈並且都是靜止部件，實現了無刷構造，簡化了線圈繞制、安裝和控制；與現有電渦流緩速器相比較更加安全；可靠性更高，免維護。
【專利說明】一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自勵式無刷電磁液冷緩速器，屬於車輛制動【技術領域】，尤其涉及一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器。
【背景技術】
[0002]電磁液冷緩速器作為一種車輛輔助制動裝置，其工作時轉子在隨旋轉軸轉動時，氣隙磁通密度隨轉子的旋轉而發生周期性變化，定子內表面產生的渦流磁場與線圈產生的磁場相互制約，可將力矩直接作用在轉子上，再將制動力矩傳遞給傳動軸，從而起到車輛制動作用，這樣車輛的動能可以通過磁場這一介質轉換為熱能消耗掉，進而達到減速制動的作用。
[0003]電磁液冷緩速器最大的特點是非接觸式制動，有效地改善車輛的制動性能，結構緊湊，質量變輕，安裝簡便，減少維修，避免了環境汙染，並且可以實現制動力矩的無極調節，提高工作效率，更好的適應車輛的需求。自勵式電磁液冷緩速器在具備了電磁液冷緩速器的優點的同時還具有了自發電功能，避免了增加或加大車輛發電機和蓄電池，也不必考慮緩速器勵磁電源與車載電源的匹配問題。
[0004]名稱為「一種凸極構造的液冷自勵式電渦流緩速器」的發明專利(專利申請號為201210061808.1)公開了一種利用永磁發電機供電的自勵式緩速器，雖然解決了無刷發電問題，但由於永磁材料的固有特性，永磁發電機製成後其氣隙磁場基本保持恆定，這導致發電運行時，電壓調節和故障滅磁困難；電機運行時，恆功率區較窄，調速範圍有限；並且永磁體內嵌在緩速器轉子上，密封性較差，表面易磨損氧化。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供了一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，該緩速器能夠克服已有電渦流緩速器結構和技術上的不足，並且採用一種新型自勵式緩速器結構，通過旋轉且非接觸的金屬弧面做切割磁感線運動產生渦流制動力矩，該結構採用無電刷自發電方式，節約電能，避免了緩速器初啟動時對汽車電瓶的巨大衝擊；單線圈、液冷散熱方式，具有裝配簡易、結構簡單、易於控制調節、壽命長；緩速器工作溫度低、熱衰退小、線圈不易燒毀等優點。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，該緩速器包括緩速器轉子、法蘭盤、緩速器定子、水道、導線套、緩速器線圈、緩速器固定架、控制模塊、整流模塊和緩速器發電機，轉軸是車輛的驅動軸；緩速器轉子通過花鍵與轉軸相連，緩速器轉子為齒形轉盤，齒盤兩側的兩個凸起是緩速器轉子的兩個凸極；緩速器定子內圓與緩速器轉子外圓同軸，緩速器定子安裝在車架法蘭盤上，緩速器定子上設有用於冷卻的水道，水道通過水管與車輛水箱相連，水道內的冷卻液與車輛水箱中的冷卻液循環，或者與緩速器的獨立冷卻裝置循環；緩速器定子內圓與緩速器轉子凸極外圓之間保持
0.5?Imm間隙；緩速器線圈為一獨立繞制的線圈且通過緩速器定子上的導線套引出，並連接至整流模塊，集中繞制的緩速器線圈安裝在緩速器轉子的兩個凸極之間並固定在緩速器定子內壁上。
[0007]緩速器發電機部分包括一對發電機電樞鐵心AB、一對發電機電樞繞組AB、發電機勵磁線圈；發電機爪極均布於緩速器轉子內壁上，為旋轉部件；發電機電樞鐵心AB和發電機電樞繞組AB安裝在緩速器固定架上，為固定部件；發電機勵磁線圈安裝在發電機電樞鐵心AB之間，並與緩速器固定架固定；發電機電樞繞組AB為三相交流發電機繞組，經整流模塊與緩速器線圈相連；發電機勵磁線圈為集中繞組，與車載電瓶通過導線連接，控制模塊一端與發電機勵磁線圈相連，用於控制發電機勵磁線圈中電流的大小，另一端連接至整流模塊的輸入端用以獲得緩速器發電機三相電流的一相正弦信號，得到緩速器的速度信號。
[0008]當緩速器需要工作時，控制模塊使發電機勵磁線圈與車載電瓶接通，發電機勵磁線圈中產生電流，發電機勵磁線圈中產生磁力線，轉軸帶動旋轉的緩速器轉子上的發電機爪極形成旋轉磁場，固定的發電機電樞繞組AB中的導線切割磁力線產生三相交流電動勢；該電動勢通過整流模塊將三相交流電轉變為直流電，輸送到緩速器線圈中，使緩速器線圈獲得勵磁電流，所以緩速器轉子內產生磁力線；緩速器定子切割緩速器轉子凸極發出的磁力線，在緩速器定子內產生電渦流，隨之產生阻礙緩速器轉子轉動的力矩，該力矩通過緩速器轉子上的花鍵傳遞至車輛的轉軸，從而實現對車輛緩速制動的目的；制動過程中由於渦流作用在定子水道內產生熱量通過水道中的冷卻液帶走，冷卻液經過發動機水箱的散熱器散熱後，回流到緩速器中循環往復工作。
[0009]控制模塊將從發電機電樞繞組中採集到的正弦信號轉換為方波信號，從而得到緩速器的速度信號，控制模塊根據速度信號和檔位信號調節發電機勵磁線圈中的電流，發電機電樞繞組AB中的電動勢發生改變，此時，緩速器線圈中的勵磁電流相應的改變，從而實現緩速器制動力矩的連續調節。
[0010]當不需要制動時，控制模塊切斷髮電機勵磁線圈中的電流，發電機電樞繞組AB中不產生電動勢，緩速器線圈無勵磁電流，則緩速器轉子中不產生磁力線，緩速器定子內壁上也不會產生電渦流，即不會產生制動力矩，從而解除對車輛的制動。
[0011]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果。
[0012]1、本發明只有緩速器轉子轉動，外部無旋轉部件，與現有的電渦流緩速器相比較更加安全可靠；發電機勵磁線圈、發電機電樞繞組和緩速器線圈均為靜止線圈，實現了無電刷結構，可靠性高、免維護。
[0013]2、緩速器線圈採用集中繞制的獨立線圈套裝在轉子盤中間，簡化了線圈繞制、安裝和控制；發電機裝置採用雙爪極方式，兩側爪極形成單極性磁極，漏磁係數小、發電效率較聞。
[0014]3、發電機勵磁線圈靜止，通過對緩速器轉子轉速檢測和勵磁電流的調節，實現緩速器制動力矩的實時控制；定子上設有冷卻水道，採用循環散熱方式，散熱效果好，長時間制動力矩熱衰退小；緩速器整體結構緊湊，體積質量小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明結構的主視圖。
[0016]圖2為本發明結構的左視圖。[0017]圖3為本發明發電機結構左剖視圖。
[0018]圖4為本發明發電機轉子結構示意圖。
[0019]圖中:1、轉軸，2、緩速器轉子，3、法蘭盤，4、緩速器定子，5、水道，6、導線套，7、緩速器線圈，8、緩速器固定架，9、控制模塊，10、整流模塊，11、發電機電樞鐵心AB，12、發電機電樞繞組AB，13、發電機勵磁線圈。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖進一步對本發明的具體實施例進行說明。
[0021]如圖1所示為發明結構的主視圖，圖2為本發明結構的左視圖，圖3本發明發電機結構左剖視圖，一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，該緩速器包括緩速器轉子2、法蘭盤3、緩速器定子4、水道5、導線套6、緩速器線圈7、緩速器固定架8、控制模塊9、整流模塊10和緩速器發電機，轉軸I是車輛的驅動軸；緩速器轉子2通過花鍵與轉軸I相連，緩速器轉子2為齒形轉盤，齒盤兩側的兩個凸起是緩速器轉子2的兩個凸極；緩速器定子4內圓與緩速器轉子2外圓同軸，緩速器定子4安裝在車架法蘭盤3上，緩速器定子4上有用於冷卻的水道5，水道5通過管道與車輛水箱相連,水道5內的冷卻液與車輛水箱中的冷卻液循環，或者與緩速器的獨立冷卻裝置循環；緩速器定子4內圓與緩速器轉子2凸極外圓之間保持0.5?Imm間隙；緩速器線圈7為一獨立繞制的線圈且通過緩速器定子(4)上的導線套6引出，並連接至整流模塊(10)，集中繞制的緩速器線圈7安裝在緩速器轉子2的兩個凸極之間並固定在緩速器定子4內壁上。
[0022]緩速器發電機包括一對發電機電樞鐵心AB11、一對發電機電樞繞組AB12、發電機勵磁線圈13 ;發電機爪極均布於緩速器轉子2內壁上，為旋轉部件；發電機電樞鐵心ABll和發電機電樞繞組AB12安裝在緩速器固定架8上，為固定部件；發電機勵磁線圈13安裝在發電機電樞鐵心ABlI之間，並與緩速器固定架8固定；發電機電樞繞組AB12為三相交流發電機繞組，經整流模塊10與緩速器線圈7相連；發電機勵磁線圈13為集中繞組，與車載電瓶通過導線連接，控制模塊9 一端與發電機勵磁線圈13相連，用於控制發電機勵磁線圈13中電流的大小，另一端連接至整流模塊10的輸入端用以獲得緩速器發電機三相電流的一相正弦信號，得到緩速器的速度信號。
[0023]當緩速器需要工作時，控制模塊9使發電機勵磁線圈13與車載電瓶接通，發電機勵磁線圈13中產生電流，發電機勵磁線圈13中產生磁力線，轉軸I帶動旋轉的緩速器轉子2上的發電機爪極形成旋轉磁場，固定的發電機電樞繞組AB12中的導線切割磁力線產生三相交流電動勢；該電動勢通過整流模塊10將三相交流電轉變為直流電，輸送到緩速器線圈7中，使緩速器線圈7獲得勵磁電流，所以緩速器轉子2內產生磁力線；緩速器定子4切割緩速器轉子2凸極發出的磁力線，在緩速器定子4內產生電渦流，隨之產生阻礙緩速器轉子2轉動的力矩，該力矩通過緩速器轉子2上的花鍵傳遞至車輛的轉軸1，從而實現對車輛緩速制動的目的；制動過程中由於渦流作用在定子水道內產生熱量通過水道5中的冷卻液帶走，冷卻液經過發動機水箱的散熱器散熱後，回流到緩速器中循環往復工作。
[0024]控制模塊9將從發電機電樞繞組中採集到的正弦信號轉換為方波信號，從而得到緩速器的速度信號，控制模塊9根據速度信號和檔位信號調節發電機勵磁線圈13中的電流，發電機電樞繞組AB12中的電動勢發生改變，此時，緩速器線圈7中的勵磁電流相應的改變，從而實現緩速器制動力矩的連續調節。
[0025]當不需要制動時，控制模塊9切斷髮電機勵磁線圈13中的電流，發電機電樞繞組AB12中不產生電動勢，緩速器線圈7無勵磁電流，則緩速器轉子2中不產生磁力線，緩速器定子4內壁上也不會產生電渦流，即不會產生制動力矩，從而解除對車輛的制動。
【權利要求】
1.一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，其特徵在於:該緩速器包括緩速器轉子(2)、法蘭盤(3)、緩速器定子(4)、水道(5)、導線套(6)、緩速器線圈(7)、緩速器固定架(8)、控制模塊(9)、整流模塊(10)和緩速器發電機，轉軸(I)是車輛的驅動軸；緩速器轉子(2)通過花鍵與轉軸(I)相連，緩速器轉子(2)為齒形轉盤，齒盤兩側的兩個凸起是緩速器轉子(2)的兩個凸極；緩速器定子(4)內圓與緩速器轉子(2)外圓同軸，緩速器定子(4)安裝在車架法蘭盤(3 )上，緩速器定子(4 )上有用於冷卻的水道(5 )，水道(5 )通過管道與車輛水箱相連，水道(5)內的冷卻液與車輛水箱中的冷卻液循環，或者與緩速器的獨立冷卻裝置循環；緩速器線圈(7)為一獨立繞制的線圈且通過緩速器定子(4)上的導線套(6)引出，並連接至整流模塊(10)，集中繞制的緩速器線圈(7)安裝在緩速器轉子(2)的兩個凸極之間並固定在緩速器定子(4)內壁上； 緩速器發電機部分包括一對發電機電樞鐵心AB (11)、一對發電機電樞繞組AB (12)、發電機勵磁線圈(13);發電機爪極均布於緩速器轉子(2)內壁上，為旋轉部件；發電機電樞鐵心AB (11)和發電機電樞繞組AB (12)安裝在緩速器固定架(8)上，為固定部件；發電機勵磁線圈(13)安裝在發電機電樞鐵心AB (11)之間，並與緩速器固定架(8)固定；發電機電樞繞組AB (12)為三相交流發電機繞組，經整流模塊(10)與緩速器線圈(7)相連；發電機勵磁線圈(13)為集中繞組，與車載電瓶通過導線連接，控制模塊(9) 一端與發電機勵磁線圈(13)相連，用於控制發電機勵磁線圈(13)中電流的大小，另一端連接至整流模塊(10)的輸入端用以獲得緩速器發電機三相電流的一相正弦信號，得到緩速器的速度信號。
2.根據權利要求1所述的一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，其特徵在於:當緩速器需要工作時，控制模塊(9)使發電機勵磁線圈(13)與車載電瓶接通，發電機勵磁線圈(13)中產生電流，發電機勵磁線圈(13)中產生磁力線，轉軸(I)帶動旋轉的緩速器轉子(2)上的發電機爪極形成旋轉磁場，固定的發電機電樞繞組AB (12)中的導線切割磁力線產生三相交流電動勢；該電動勢通過整流模塊10將三相交流電轉變為直流電，輸送到緩速器線圈(7)中，使緩速器線圈(7)獲得勵磁電流，緩速器轉子(2)內產生磁力線；緩速器定子(4)切割緩速器轉子(2)凸極發出的磁力線，在緩速器定子(4)內產生電渦流，隨之產生阻礙緩速器轉子(2)轉動的力矩，該力矩通過緩速器轉子(2)上的花鍵傳遞至車輛的轉軸(1)，從而實現對車輛緩速制動的目的；制動過程中由於渦流作用在定子水道內產生熱量通過水道(5)中的冷卻液帶走，冷卻液經過發動機水箱的散熱器散熱後，回流到緩速器中循環往復工作； 控制模塊(9)將從發電機電樞繞組中採集到的正弦信號轉換為方波信號，從而得到緩速器的速度信號，控制模塊(9)根據速度信號和檔位信號調節發電機勵磁線圈(13)中的電流，發電機電樞繞組AB (12)中的電動勢發生改變，此時，緩速器線圈(7)中的勵磁電流相應的改變，從而實現緩速器制動力矩的連續調節； 當不需要制動時，控制模塊(9)切斷髮電機勵磁線圈(13)中的電流，發電機電樞繞組AB (12)中不產生電動勢，緩速器線圈(7)無勵磁電流，則緩速器轉子(2)中不產生磁力線，緩速器定子(4)內壁上也不會產生電渦流，即不會產生制動力矩，從而解除對車輛的制動。
3.根據權利I要求所述的一種帶有雙爪極發電機的電磁液冷緩速器，其特徵在於:緩速器定子(4)內圓與緩速器轉子(2)凸極外圓之間保持0.5?1_間隙。
【文檔編號】H02K1/20GK103683803SQ201310687933
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】李德勝, 張龍喜, 王錦, 尹汪雷 申請人:北京工業大學