CN103078470A

CN103078470A - 一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器

Info

Publication number: CN103078470A
Application number: CN2013100113378A
Authority: CN
Inventors: 李德胜; 王聪; 张凯; 焦兵锋
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: YANGZHOU ANXING ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-05-01

Abstract

一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷，属于汽车制动领域。包括缓速器转子（11）、缓速器定子（7）、控制模块和发电机装置；缓速器定子（7）固定在定子固定架（2）上；缓速器转子（11）为凸极结构的齿形转盘；缓速器转子（11）连接在传动轴（1）上，缓速器定子（7）内圆与缓速器转子（11）外圆同轴；缓速器线圈（10）为完整独立线圈，直接绕制在转子（11）上，线圈（10）与转子（11）同轴，发电机与线圈（10）同步旋转；本发明采用自发电方式，节约电能，避免了缓速器初启动时对汽车电瓶的巨大冲击；缓速器线圈直接绕制在缓速器转子上，减少了装配的麻烦，并且使转子受离心力影响较小。

Description

一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器

技术领域

本发明涉及一种汽车缓速器，特别指一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷汽车缓速器，属于对车辆进行减速的辅助制动装置。

技术背景

缓速器是一种行车制动的安全辅助装置，它将制动力作用到车辆传动部件上，起到降低汽车行驶速度的作用。目前我国使用最广泛的缓速器是电涡流缓速器，它是利用电磁学原理把汽车行驶的动能转化为热能散发掉，从而实现减速和制动作用的装置。电涡流缓速器具有响应时间短，工作时噪声很小，制动力矩大，且制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，易实现自动控制，故障率低，维修方便，可靠性高等优点，但其具有体积重量大，耗电量大，散热差，持续工作时制动力矩衰退严重等缺点。自励式缓速器除了具备电涡流缓速器的优点外，同时还具有自发电功能，无须增加或加大汽车发电机和蓄电池，重量轻，体积小，安装简单，低噪声，环保性能好等优点。

现有的自励式缓速器一般由带励磁线圈的定子、带风道的转子以及发电***构成，其中转子设置在汽车传动系上，定子线圈固定在车架上。发电***一般由三相同步发电机和整流电路组成。当发电***启动时，发电机***为缓速器提供电源，定子线圈通电，磁力线通过转子，自励式缓速器处于制动状态，汽车动能转化成热能，通过旋转的转子散发到大气中；当发电***关闭时，定子线圈无电流通过，自励式缓速器处于非制动状态。这种构造具有节约电能的优点，但是采用风冷散热方式的散热效率较低，不能快速有效的将热量散发到空气中，极易发生热衰退，而且目前的缓速器结构均包含有多组线圈，使得缓速器结构较为复杂，为了保证转子和定子之间的间隙恒定，要求的装配精度较高，装配比较麻烦，且线圈出线较多，控制较为复杂。

名称为“一种带水冷***的自励式缓速器”的发明专利（专利申请号为200810243194.2）公开了一种利用水冷散热的自励式缓速器，这种结构的缓速器虽然散热效果较好，但是该结构必须要有电刷装置，因此它的使用寿命较低的缺点。名称为“一种凸极构造的液冷自励式电涡流缓速器”（专利申请号为201210061808.1）公开了一种无电刷结构的自励式缓速器，但是这种结构的线圈需固定在定子内侧，出线通过定子工艺复杂，减小了水道面积，不利于散热，且线圈需与缓速器转子分开，装配较麻烦。

发明内容

本发明的目的是克服已有缓速器结构的不足，提供一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器，该结构装配简易、结构简单、易于控制、具有可调性，采用无电刷结构，使用寿命更长，采用自发电结构，节省能量，有利于环保，采用液冷方式散热，提高散热能力，解决热衰退问题，且缓速器励磁线圈为转动件，直接缠绕在缓速器转子上，转动的线圈受力均匀，易于动平衡，发电机与线圈同步旋转，线圈的出线在缓速器内部，不需要通过水道，减少了装配的麻烦，发电机励磁磁极通过定子固定架与缓速器定子连接，保持发电机电枢铁心与发电机励磁磁极的径向气息，使发电机工作效率提高。

本发明时采用以下技术方案来实现：

本发明包括缓速器转子11、缓速器定子7、缓速器线圈10、缓速器发电机和控制模块；缓速器转子11为凸极结构的齿形转盘；如图（2）所示，缓速器转子11连接在传动轴1上，缓速器定子7内圆与缓速器转子11外圆同轴；缓速器线圈10为完整独立线圈，直接绕制在转子11上，线圈10与转子11同轴，发电机与线圈10同步旋转；

发电机装置包括发电机励磁绕组3、发电机励磁磁极4、发电机电枢绕组5和发电机电枢铁心6，发电机装置位于缓速器转子内部；发电机与线圈10同步旋转，线圈10的出线均在缓速器内部，不需要通过缓速器定子7；发电机励磁绕组3和发电机励磁磁极4与静止的定子固定架2相连，发电机电枢绕组5和发电机电枢铁心6与旋转的缓速器转子11相连，发电机电枢绕组5与缓速器线圈10通过整流模块连接；发电机励磁磁极4通过定子固定架2与缓速器定子7连接，保持发电机电枢铁心6与发电机励磁磁极4的径向气息；

缓速器转子11的凸极外圆和缓速器定子7内壁之间保持0.5-1mm间隙。

缓速器定子7上有用于冷却的水道8，水道通过水管与汽车水箱相连，水道8内的水与汽车水箱中的冷却水循环；

本发明的一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器工作时，通过控制模块使发电机装置的励磁绕组通电，因此，旋转的电枢绕组中产生感应电动势，该电动势为缓速器线圈提供电压，缓速器线圈中产生电流，所以缓速器电磁铁心产生磁力线。缓速器定子切割缓速器转子发出的磁力线，在定子内表面会产生涡流，并产生阻碍转子转动的力矩，该制动力矩通过缓速器转子作用于汽车传动轴上，从而对汽车产生制动力。通过控制模块调节发电机励磁绕组中电流大小，即可实现缓速器制动力矩连续调节。定子上产生的热量通过冷却水道内液体带走，水道内的液体与发动机冷却水循环，或者与缓速器的独立冷却装置循环，散热后回流到缓速器中循环往复工作。

本发明的缓速器不需要制动时，控制模块切断发电机励磁绕组中电流回路，电枢绕组不产生电流，缓速器线圈中没有电流，则缓速器定子不能切割永久磁铁发出的磁力线，在缓速器定子内不会产生涡流，传动轴不受制动力矩，从而解除对汽车的制动。

本发明一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器的主要优点如下：

本发明直接把缓速器线圈绕在转子上，成为一体，减少装配的麻烦，利于线圈散热，同时免去了线圈从定子上出线，改善了定子工艺性，增加了水道面积，使缓速器热衰退更小。将线圈绕制在转子上，可使离心力影响较小；发电机电枢线圈与缓速器线圈一同旋转，省去电刷装置，可靠性高，免维护；发电机励磁磁极通过定子固定架与缓速器定子连接，保持发电机电枢铁心与发电机励磁磁极的径向气息，使发电机工作效率提高；发电机励磁绕组设为静止结构，通过缓速器转速检测和励磁电流的调节，易于实现缓速器制动力矩的智能控制和定速巡航；定子上有冷却水管道，采用循环方式将热量散发掉，散热效果好，长时间制动力矩衰退小；缓速器整体结构紧凑，体积质量小。

附图说明

图1、本发明结构的主视图；

图2、本发明结构的左视图。

图1中：1、传动轴，2、定子固定架，3、发电机励磁绕组，4、发电机励磁磁极，5、发电机电枢绕组，6、发电机电枢铁芯，7、定子固定架，8、水道，9、缓速器支架，10、缓速器线圈，11、缓速器转子，12、整流模块。

具体实施方式

下面结合附图进一步对本发明的具体实施例进行说明。

如图1和图2所示，本发明实施例缓速器转子11与转轴1相连，缓速器转子11为齿形结构如图2所示，齿盘两侧的两个凸起为缓速器转子11的两个凸极。缓速器线圈10直接绕制在转子上并固定于转轴1上。缓速器定子7安装在车架上，缓速器定子7外侧水道8内的液体与发动机冷却水循环，或者与缓速器的独立冷却装置循环。发电机的电枢绕组5和发电机电枢铁芯6安装并固定在缓速器转子的内壁，转轴1可带动缓速器转11及发电机电枢绕5，电枢铁芯6转动。发电机的励磁绕组3和励磁磁极4固定于定子固定架2上，与水套一起保持静止状态。

当缓速器工作时，控制模块使24V电源与发电机励磁绕组3接通，发电机励磁绕组3中产生电流，发电机励磁磁极4中产生磁力线，旋转的发电机电枢绕组5中的导体切割该磁力线产生三相交流电动势。将该电动势通过三相交流整流器将三相交流电变为直流电，输送到缓速器线圈10中，使缓速器线圈10获得励磁，故缓速器电磁铁心11产生磁力线。定子7切割电磁铁心11发出的磁力线，在定子7内产生涡流，并产生阻碍电磁铁心11转动的力矩，该制动力矩通过定子固定架2作用在传动轴1上，从而对汽车产生制动力。制动时定子7内表面产生的热量通过冷却水道8中液体带走，冷却液经过发动机水箱的散热器散热后，回流到缓速器中循环往复工作。

通过缓速器档位控制器或速度传感器的信号，控制模块调节发电机励磁绕组3中的电流，发电机电枢绕组5中的电动势随之发生改变，缓速器线圈10中的励磁电流也发生改变，可实现缓速器制动力矩连续调节、分档调节和速度巡航功能。

当不需要制动时，控制单元切断发电机励磁绕组3中的电流，发电机电枢绕组中不再产生电5动势，缓速器线圈10无励磁，电磁铁心11中不产生磁力线，传动轴不受制动力矩，从而解除对汽车的制动。

Claims

1.一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器，包括缓速器转子（11）、缓速器定子（7）、控制模块和发电机装置；其特征在于：缓速器定子（7）固定在定子固定架（2）上；缓速器转子（11）为凸极结构的齿形转盘；缓速器转子（11）连接在传动轴（1）上，缓速器定子（7）内圆与缓速器转子（11）外圆同轴；缓速器线圈（10）为完整独立线圈，直接绕制在转子（11）上，线圈（10）与转子（11）同轴，发电机与线圈（10）同步旋转；

发电机装置包括发电机励磁绕组(3)、发电机励磁磁极(4)、发电机电枢绕组(5)和发电机电枢铁心(6)，发电机装置位于缓速器转子内部；发电机与线圈（10）同步旋转，线圈（10）的出线均在缓速器内部，不需要通过缓速器定子（7）；发电机励磁绕组(3)和发电机励磁磁极(4)与静止的定子固定架(2)相连，发电机电枢绕组(5)和发电机电枢铁心(6)与旋转的缓速器转子（11）相连，发电机电枢绕组(5)与缓速器线圈（10）通过整流模块连接；发电机励磁磁极(4)通过定子固定架(2)与缓速器定子（7）连接，保持发电机电枢铁心(6)与发电机励磁磁极(4)的径向气息；

发电机电枢绕组(5)的输出电流连接到整流模块（12），通过整流模块（12）将三相交流电变为直流电，输送到缓速器线圈（10）中，使缓速器线圈（10）获得电流，通过控制模块调节发电机励磁绕组（3）中的电流来改变缓速器线圈（10）中电流的大小，从而改变制动力矩。

2.一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器，其特征在于：缓速器定子（7）内圆和缓速器转子（11）的电磁铁心外圆保持有0.5-1.5mm间隙。

3.一种自励式线圈同步旋转构造双凸极液冷缓速器，其特征在于：缓速器定子（7）外径上设有用于冷却的水道（8），水道（8）内的液体与发动机冷却水循环。