CN106100287B - 一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器 - Google Patents

一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器 Download PDF

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Abstract

一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，需要制动力矩时，进气口气压迅速降低弹簧推动永久磁铁向定子左部移动，当永久磁铁运动到左定子通孔中的台阶处。转子凸极切割永久磁铁的磁力线，在定子内表面上产生涡流，并产生阻碍缓速器转子转动的扭矩，同时产生大量热，而热量通过定子内的水道排出。该转矩通过法兰盘作用在传动轴上，从而降低传动轴的转速。调节永久磁铁的轴向位置和永久磁铁的工作个数可以改变力矩的输出，即可实现力矩的调节。本发明的永久磁铁只在定子内部沿轴向运动，不做高速旋转运动，安全性能高；通过磁路的开闭可以实现分级制动；转子质量轻，转动惯量小，定子结构简单，磁力利用高。

Description

一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器
技术领域
本发明涉及一种永磁缓速器，利用永久磁铁作为制动磁源通过非接触的转子和定子间的相对旋转产生制动力，并采用循环水冷却的缓速器。
背景技术
车用缓速器是一种汽车辅助制动装置。现有的缓速器大都采用的是电涡流和液力缓速器，永磁缓速器克服已有液力和电涡流缓速器的缺点，采用非接触的方式将制动力矩作用在汽车传动轴进行制动，从而使汽车减速。永磁缓速器是通过自身的永久磁铁形成磁场起到缓速作用，因此几乎无电力消耗。
永磁缓速器的最大特点是：1，比起电涡流和液力缓速器，具有轻量化和小，型化的特点。2，几乎不消耗电能。3，连续工作时自身不会产生热量，能够提供稳定与持久的制动力矩输出。
专利号为ZL200910237634.8，“永久磁铁滑动式永磁液冷缓速器”公开了一种永磁缓速器，转子由若干永久磁铁和磁铁保持架组成，永久磁铁均匀分布在磁铁保持架上，磁铁会随传动轴高速旋转，永久磁铁由于高速旋转会受到很大的离心力，磁铁容易甩出且易碎裂，造成缓速器工作。故障同时这些结构使得缓速器结构复杂，装配性差，工作可靠性差。专利号为ZL201310156987.1，“一种多磁头构造的永磁液冷缓速器”公开的技术特征在于永磁缓速器转子位于定子和底磁路之间，由此产生的缝隙增大漏磁增大且结构复杂。
发明内容
本发明的目的是克服已有永磁缓速器结构的不足，提供一种定子与底磁路为一***于转子下方，转子旋转，在非接触的定子中产生涡流制动力，对汽车车辆进行减速的辅助制动装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，包括定子、转子1、弹簧13、气管插接头5、导磁块10、永久磁铁9、法兰盘14、传动轴6；定子由左定子3、右定子8、隔磁环2组成，隔磁环2设置在左定子3、右定子8之间；转子1、法兰盘14、传动轴6通过螺栓依次连接；定子的外圆与转子1的凸极内圆保持有约1mm间隙；定子内有与汽车循环散热器和水箱连接的冷却水道7，进水口4、出水口15分别对称设置在左定子3上下两侧；永久磁铁9沿周向均匀分布在定子的通孔内，并且圆柱形的永久磁铁9两个端面上的导磁块10通过螺栓连接在一起；出气孔12设置在右定子8一侧的中间位置，弹簧13套在出气孔12的外圆上；定子沿周向均布有若干通孔安装有气管插接头5，每一个气管插接头5连接有一个气缸。
该缓速器的磁场11由均匀分布在定子内的数块永久磁铁9提供。通过调节气管快插接头5的气压能够使永久磁铁9在通孔内沿着轴向滑动，当永久磁铁9运动到定子左端时，磁场11自行封闭，不产生力矩，如图2所示，通过控制永久磁铁9的工作个数来实现制动力矩的调节。定子内设有冷却水道7，缓速器定子上产生的热量能够通过冷却水道7内的冷却水带走，实现循环工作。
本发明的的工作原理和过程是：需要制动力矩时，进气口气压迅速降低弹簧推动永久磁铁9向定子左部移动，当永久磁铁9运动到左定子6通孔中的台阶处，即会形成如图1所示的环形磁路。转子凸极切割永久磁铁9的磁力线，在定子内表面上产生涡流，并产生阻碍缓速器转子转动的扭矩，同时产生大量热，而热量通过定子内水道排出。该转矩通过法兰盘14作用在传动轴6上，从而降低传动轴6的转速。调节永久磁铁9的轴向位置和永久磁铁9的工作个数可以改变力矩的输出，即可实现力矩的调节。当不需要制动时，调节进气口气压可以使得永久磁铁9向定子的右端移动，当永久磁铁9在右定子的通孔台阶处，永久磁铁9自身形成回路，如图2所示。这时转子不受扭矩，从而解除对传动轴的制动。
本发明的主要优点是：永久磁铁只在定子内部沿轴向运动，不做高速旋转运动，安全性能高；通过磁路的开闭可以实现分级制动；转子质量轻，转动惯量小，定子结构简单，磁力利用高。
本发明通过以下技术方案来实现：永磁缓速器工作时，当进气口气压迅速降低，弹簧13推动永久磁铁9向定子6左部移动，移动到左定子台阶处，这时会形成如图1所示磁路，转子切割永久磁铁9发出的磁力线，通过调节进气口的气压，使得永久磁铁9向定子6通孔右端滑动，当运动到右端台阶处时，如图2所示，永久磁铁9磁力线自行封闭，通过改变进入工作状态的永久磁铁9的个数(如图1所示)，在定子右端时磁力线自行封闭((如图2)，为不工作状态)来实现缓速器制动力矩的分档调节。
附图说明
图1是本发明的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器永久磁铁工作状态的主视图。
图2是本发明的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器永久磁铁不工作状态的主视图。
图3是本发明的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器的侧视图。
图中：1、转子，2、隔磁环，3、左定子，4、进水口，5、气管插接头，6、传动轴，7、冷却水道，8、右定子，9、永久磁铁，10、导磁块，11、磁路，12、出气孔，13、弹簧，14、法兰盘，15、出水口。
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，本发明实施例转子通过法兰盘14与传动轴6相连，若干个永久磁铁9均匀分布在定子的通孔内，且永久磁铁9和两端导磁块10通过螺栓进行连接，可以沿轴向移动；气管插接头5安装在定子的左圆端面上，出气孔在定子右圆端面，弹簧13套在出气孔12外圆上。通过控制进气口的气压来控制永久磁铁9的相对位置；定子的外圆与转子内圆之间保持约1mm间隙；缓速器定子开有冷却水道7。
当缓速器工作时进气口压力迅速降低，在弹簧和安培力的作用下永久磁铁向左移动形成如图1所示磁路，转子切割永久磁铁9发出的磁力线，在定子内产生涡流，并产生阻碍缓速器转子的力矩，该制动力矩通过法兰盘14作用在传动轴6上，从而产生制动力。通过调节永久磁铁9的工作个数来实现不同制动力矩的输出。当永久磁铁9全部处在工作状态时，可以产生最大的制动力矩。根据不同的要求，改变永久磁铁9的工作个数，可以实现制动力矩的分级调节。
当不需要制动时，进气口通入高压气体，推动永久磁铁9保持在图2的位置这样永久磁铁9的磁力线自行封闭，如图2所示。转子就不会做切割磁感线运动，即不会产生制动力矩。

Claims (5)

1.一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，其特征在于：该永磁液冷缓速器包括定子、转子(1)、弹簧(13)、气管插接头(5)、导磁块(10)、永久磁铁(9)、法兰盘(14)、传动轴(6)；定子由左定子(3)、右定子(8)、隔磁环(2)组成，隔磁环(2)设置在左定子(3)、右定子(8)之间；转子(1)、法兰盘(14)、传动轴(6)通过螺栓依次连接；定子的外圆与转子(1)的凸极内圆保持有1mm间隙；定子内有与汽车循环散热器和水箱连接的冷却水道(7)，进水口(4)、出水口(15)分别对称设置在左定子(3)上下两侧；永久磁铁(9)沿周向均匀分布在定子的通孔内，并且圆柱形的永久磁铁(9)两个端面上的导磁块(10)通过螺栓连接在一起；出气孔(12)设置在右定子(8)一侧的中间位置，弹簧(13)套在出气孔(12)的外圆上；定子沿周向均布有若干通孔安装有气管插接头(5)，每一个气管插接头(5)连接有一个气缸。
2.根据权利要求1所述的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，其特征在于：该缓速器的磁场(11)由均匀分布在定子内的数块永久磁铁(9)提供；通过调节气管插接头(5)的气压能够使永久磁铁(9)在通孔内沿着轴向滑动，当永久磁铁(9)运动到定子左端时，磁场(11)自行封闭，不产生力矩，通过控制永久磁铁(9)的工作个数来实现制动力矩的调节。
3.根据权利要求1所述的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，其特征在于：缓速器定子上产生的热量能够通过冷却水道(7)内的冷却水带走，实现循环工作。
4.根据权利要求1所述的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，其特征在于：需要制动力矩时，进气口气压迅速降低弹簧推动永久磁铁(9)向定子左部移动，当永久磁铁(9)运动到左定子(6)通孔中的台阶处，即形成环形磁路；转子凸极切割永久磁铁(9)的磁力线，在定子内表面上产生涡流，并产生阻碍缓速器转子转动的扭矩，同时产生大量热；该扭矩通过法兰盘(14)作用在传动轴(6)上，从而降低传动轴(6)的转速；调节永久磁铁(9)的轴向位置和永久磁铁(9)的工作个数改变力矩的输出，即可实现力矩的调节。
5.根据权利要求1所述的一种永磁体不旋转的永磁液冷缓速器，其特征在于：当不需要制动时，调节进气口气压使得永久磁铁(9)向定子的右端移动，当永久磁铁(9)在右定子的通孔台阶处，永久磁铁(9)自身形成回路；这时转子不受扭矩，从而解除对传动轴的制动。
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