[发明专利]一种励磁电流无级可调的电涡流缓速器系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电涡流缓速器领域，特别是涉及一种励磁电流无级可调的电涡流缓速器系统。

背景技术

车辆恒速下长坡时，频繁使用摩擦制动器，会使得摩擦制动器温度过高，可能产生“热衰退”现象，造成制动力的急剧下降，是一种极其危险的工况。对于现有车辆一般通过电涡流缓速器进行辅助制动。现有的电涡流缓速器多采用4只大电流继电器分级控制，制动力矩的变化分级不连续，无法实现一些诸如恒流、恒力矩、恒转速等高级控制功能。

电涡流缓速器是以发热耗能方式实现缓速，温度升高不仅影响制动盘的电磁性能，还会导致机械结构变化，当制动力矩较大时情况更为明显。由于温升导致的机械结构变化严重时会造成缓速器的卡死。

当车辆低速行驶时，缓速器的线圈处于重复充电的状态，产生电能损耗大、缓速器功效较低的情况，加剧了缓速器的损坏，增加了车辆行驶的不安全因素。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种励磁电流无级可调的电涡流缓速器系统。对励磁线圈中的电流无级调节，以实现制动力矩的无级调节，以适应车辆恒速工况的控制。

本发明所采用的技术方案是：一种励磁电流无级可调的电涡流缓速器系统包括信息采集单元、信息处理单元、A/D转换模块、PWM波形发生模块、功率管、温度传感器、电涡流缓速器；

所述信息采集单元通过CAN总线与所述A/D转换模块相连，所述A/D转换模块通过CAN总线与所述信息处理单元连接；所述信息采集单元对缓速器的温度信号、车辆的速度信号进行采集，所述A/D转换模块将获取温度信号、速度信号转换为数字信号，并通过CAN总线发送给所述信息处理单元；

所述信息处理单元与PWM波形发生模块通过CAN总线连接，所述PWM波形发生模块通过CAN总线连接驱动及保护电路；所述驱动及保护电路连接所述功率管；

所述驱动及保护电路接收PWM波形发生模块的信息，通过CAN总线传递给功率管，电涡流缓速器的定子绕组线圈一共8个，分为4组，每2个串联在一起，4支大功率开关管分别给4组绕组供电，从而驱动缓速器。

所述温度传感器安装在缓速器外壳内，采集缓速器温度信号，通过CAN总线传递给信息采集单元。

上述方案中，还包括报警单元，所述报警单元通过CAN总线与所述信息处理单元连接。

上述方案中，还包括键盘与显示模块、上位PC机通信模块，所述上位PC机通信模块、键盘与显示模块通过CAN总线与所述信息处理单元连接；

所述键盘与显示模块、上位PC机通信模块是人机交流的界面，通过键盘将预先设定缓速器的温度及车辆的最低车速输入到上位PC机，信息处理单元调用上位PC机中缓速器的温度以及车辆的最低车速，通过显示模块可以监测缓速器的温度，通过单片机的串行通讯口将数据发送至上位PC机通信模块。

工作过程中在功率管在PWM波形发生模块的控制下，依据所需励磁电流值依次开启，以减小损耗。

一种励磁电流无级可调的电涡流缓速器系统控制方法，包括如下步骤：

步骤一、信息采集，所述信息采集单元采集电涡流缓速器的工作温度和车辆行驶速度；

步骤二、信息传送，所述A/D转换模块将步骤一采集的电涡流缓速器工作温度和车辆行驶速度转换为数字信号并发送给信息处理单元；

步骤三、信息处理，所述信息处理单元比较电涡流缓速器工作温度和设定温度，若工作温度大于设定温度，则报警单元报警，且控制PWM波形发生模块通断时序变化，经由驱动及保护电路控制功率管的通断时序，从而减小缓速器电流；所述信息处理单元比较设定的最低车速和车辆的行驶速度，若车辆行驶速度低于设定最低车速，则驱动及保护电路断开；

步骤四、执行，若工作温度低于设定温度，车辆的行驶速度大于设定的最低车速，所述PWM波形发生模块控制驱动及保护电路，通过控制功率管的通断，从而控制电涡流缓速器定子线圈的通断时序；

步骤五、恒速控制，通过键盘将设定的车辆恒速速度输入到上位PC机，缓速器的励磁线圈的初始电流通过缓速器手柄的初始位置确定，信息采集单元采集车辆的实时速度信号，通过CAN总线传递给信息处理单元，信息处理单元调用上位PC机的恒速速度，比较恒速速度和实时车速，得出偏差，通过PID算法计算出最佳的控制量，传送给PWM波形发生模块；PWM波形发生模块通过脉冲宽度调制PWM来控制电涡流缓速器线圈组的平均电压，从而实现电涡流缓速器的调速，调节制动力矩，使车辆稳定在设定恒速速度。