[发明专利]自励式缓速器驱动控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路运输车辆制动系统的辅助制动安全装置，尤其涉及大中型旅游客车、 公共交通客车及载货汽车的自励式缓速器的驱动控制器。

背景技术

自励式缓速器在结构上分为发电装置和缓速装置两部分，发电装置是一个径向结构的 稀土永磁发电机，在车辆制动时它把汽车行驶动能转换为交流电能为缓速装置提供励磁电 流。缓速装置的机械结构包括：转子和定子。转子通常是选用电工纯铁、低碳钢或合金钢 等导磁性能高且剩磁率低的金属材料制成的转筒。转子通过连接法兰与传动轴连接，并随 传动轴同步转动。定子上有12个高导磁材料制成的铁心，呈圆周分布且均匀地安装在高强 度的固定架上；励磁线圈套于铁心上共同构成磁极，圆周上相对的两个励磁线圈串联或并 联成一组磁极，并且相邻两个磁极均为N、S相间，形成相互独立的Np对磁极。

《装用电涡流缓速器汽车的运动学仿真研究》.中国机械工程.2008，19(23)：2884～ 2886；公开电涡流缓速器的机械结构，励磁线圈缠绕在8个铁芯(呈圆周分布)上构成定子， 圆周上相对的两个励磁线圈串联或并联成一组磁极，并且相邻两个磁极均为N、S相间布置， 形成相互独立的4组磁极。

《车用自励式缓速器的工作原理及其使用》轻型汽车技术，2005，(7)：12-15，公开 自励式缓速器的主要由定子、转子、控制器及驱动器四个部分组成，传动轴和后桥凸缘叉 及转子一起转动，接通开关，则在发电机绕组能够发电，从而绕组能够形成励磁磁场。当 驾驶员接通缓速器的控制按钮(即踩下制油门踏板或者制动踏板)开关进行减速或制动时， 自励式缓速器的发电机绕组自动发电而产生励磁磁场，产生的磁场在定子磁极、气隙和转 子盘之间构成回路在旋转的转子盘上，其内部无数个闭合导线所包围的面积内的磁通量发 生变化(或者说其内部无数个闭合导线切割励磁线圈产生的磁力线)，从而在转子盘内部生 无数涡旋状的感应电流，即涡电流。涡电流产生后，磁场就会对带电的转子盘产生阻止其 转动的阻力(即制动力)，阻力的方向可由弗莱明(Flemin)左手法则来判断。阻力的合 力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的制动力矩。涡流在具有一定电阻的转子盘内部流 动时，会产生热效应而导致转子发热。车辆行驶的动能通过感应电流转化为热能，实现车 辆的减速。

公告号为CN201304902、名称为“一种带水冷系统的自励式缓速器”的专利公开的自 励式缓速器在转子外侧装有铁芯及其励磁线圈，铁芯与转子采用螺钉连接安装，发电装置 的永磁磁极装在转子内侧，磁极以N-S-N-S…相排立。

《电涡流缓速器的结构参数对磁场影响的研究》.机械工程与自动化.2008，1∶1～3； 公开的电涡流缓速器在工作时向励磁线圈通直流电流，在定子、气隙、转子盘之间构成回 路，当转子盘运动时会引起磁通量变化，从而在转子盘上产生电涡流，旋转的转子盘上的 电流回路切割定子产生的磁力线而产生电磁力。

《自励式缓速器制动力矩控制方法》.江苏大学学报(自然科学版).2009，30(3)：256～ 260；公开的自励式缓速器是一种无需外接电源，具有自发电功能的车辆辅助制动装置，其 结构包括发电装置和涡电流缓速装置两部分。车辆减速或制动时，发电装置把汽车行驶的 惯性能量能，并用自发电能给涡电流缓速装置供电达到缓速制动目的。由于发电装置输出 的正弦交流电压随车速而变化，因此，自励式缓速器的制动力矩控制方法有别于以蓄电池 恒定直流电压为电源的普通电涡流缓速器。国外生产自励式缓速器的厂家主要是日本泽藤 电机株式会社(Sawafuji)，国内尚无厂家生产而且对自励式缓速器的研究也很少。国外生 产的自励式缓速器驱动控制器大多采用继电器作为控制元件，继电器频繁吸合、触点寿命 较低等因素造成了这种驱动控制器的易损性；在制动力矩控制上，采用了“高”、“低”和 “停”3个档位；选用高档时，所有涡电流缓速装置线圈都参入工作。

普通电涡流缓速器由车载蓄电池为其励磁线圈提供直流励磁电流，而自励式缓速器发 电装置为缓速励磁线圈提供的是交流电流，这就决定了自励式缓速器的驱动控制与普通电 涡流缓速器不同。目前国外生产的自励式缓速器驱动控制器采用继电器作为控制元件，其 缺陷是：

1、由于继电器频繁吸合拉弧，使触点寿命低，造成这种驱动控制器容易损坏。