馈能型电磁转差离合器及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及动力传动领域，具体是馈能型电磁转差离合器及控制方法。
【背景技术】
[0002] 虽然现代工业基本上都采用驱动电机加变频器的方式对负载进行无级调速，但是 电磁转差离合器巧lectroma即etic Sli卵ing Clutch,简称为ESC)，也称为电磁滑差离合 器，W其结构紧凑、无机械磨损、控制方便、电流小、可实现无级变速等优点仍得到广泛使 用，尤其在有些电力源无法应用的场合，如工程机械、汽车、船舶等领域。电磁转差离合器有 W下各方面的功能：离合作用、无级调速、弹性连接、调节转矩、平滑启动、解决高启动转矩 问题和过载保护等。
[0003] 电磁转差离合器主要由外转子和内转子构成，两转子同屯、旋转，无机械联系。外 转子为电枢，可W是鼠笼式、绕线式，也可W采用实屯、铜制电枢或侣合金杯形电枢；内转子 有娃钢片叠成的磁极和绕在磁极上的励磁绕组。一般原动机与内转子相连，外转子与负载 相连，当内转子转动时，励磁绕组所形成的磁场在电枢中感应出电动势，产生祸流，祸流在 磁场的作用下产生力矩带动外转子转动，调节励磁电流的大小可W改变外转子的转矩和转 速。外转子中的祸流形成的损耗最终W热能的形式耗散，转差越高，无功损耗越大，效率越 低。
[0004] 重型车辆转向系统中的转向累一般有发动机直接驱动，该样导致转向累的输出流 量不能随着工况的变化而变化，造成助力特性单一、无功损耗高的问题。如果在发动机和转 向累之间安装电磁转差离合器，就可W对转向累进行调速，从而调节输出流量。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种馈能型电磁转差离合器及控制方法，用于回收电磁转 差离合器的转差损耗，协调控制电磁转差离合器的调速性能和回收性能。
[0006] 一种馈能型电磁转差离合器，包括电磁转差离合器、能量回收装置、励磁电路和控 制器；所述电磁转差离合器包括外转子、内转子、=相绕组电刷、励磁绕组电刷；所述外转 子上绕有=相绕组，所述内转子上绕有励磁绕组；所述励磁绕组与所述励磁绕组电刷连接， 所述=相绕组与所述=相绕组电刷连接，所述=相绕组电刷与所述能量回收装置连接，所 述=相绕组与所述能量回收装置形成闭合回路，所述能量回收装置与所述控制器连接，所 述控制器与所述励磁绕组电刷连接，所述能量回收装置还与其他用电器连接。
[0007] 上述方案中，所述电磁转差离合器的外转子包含铁巧、=相绕组，铁巧上有36个T 型齿、36个齿槽，=相绕组采用双层短距、分布式绕组；内转子包含凸极铁巧、励磁绕组，铁 巧有6个磁极，励磁绕组依次绕在相邻的磁极上，绕组通电后形成相互间隔的3个N极和3 个S极；=相绕组引出线与=相绕组电刷相连；励磁绕组的引出线与励磁绕组电刷相连。 [000引上述方案中，所述能量回收装置主要包括滤波电感L、=相整流桥、滤波电容C1、 能量旁通电路、电压调节电路、反馈电阻和超级电容。电磁转差离合器的=相绕组与滤波电 感相连，=相绕组与滤波电感之间每相分别串联电压传感器，滤波电感连接=相整流桥，滤 波电感与=相整流桥之间每相分别串联电流传感器；=相整流桥由6个带有反向二极管的 MOS管VI?V6组成；能量旁通电路由旁通电阻R1和旁通MOS管V7串联而成，能量旁通电 路并联于整流桥的输出端；电压调节电路包括MOS管V8、二极管D7、电感L1，电压调节电路 的输出端连接励磁电路，并通过MOS管V9连接至蓄电池；超级电容SC与Rc串联后并联于 电压调节电路输出端和地之间；反馈电阻由R2和Rf串联而成，并联于超级电容两端，电阻 R2和Rf之间有反馈电压阳b输出。
[0009] 上述方案中，所述励磁电路包括MOS管V10、M0S管栅极电阻、续流二极管D8,能量 回收装置的电源输出端与地之间顺序串接励磁绕组、电流传感器、MOS管V10,续流二极管 并联与励磁绕组和电流传感器两端，栅极电阻R3与MOS管的栅极相连，R4并联于MOS管的 栅极和源极。
[0010] 上述方案中，所述控制器主要包括电源电路、信号调理模块、单片机、驱动模块，电 源电路产生各模块所需的电压，信号调理模块接收来自电磁转差离合器=相绕组的=相电 动势ea、eb、ec，S相绕组的相电流ia、ib、ic，励磁绕组中的励磁电流if,反馈电压U化， 电磁转差离合器的输出转速n和车速V，对信号进行滤波和电平转换；单片机根据调理后 的输入信号及设定的控制策略运算出输出信号冲WM1，2, 3、/冲WM1，2, 3、冲WM4、冲WM5、 体1和体2 ;驱动模块是各MOS管的栅极驱动电路，驱动模块输出各MOS管的栅极驱动信号 PWM1, 2, 3、/PWM1, 2, 3、PWM4、PWM5、K1 和 K2。
[0011] 一种馈能型电磁转差离合器的控制方法，包括W下步骤：
[001引步骤一：由单片机实时检测车速，当车速V《lOKm/h时，输出*K1信号为高电平， 当车速V > lOKm/h时，输出*K1信号为低电平；
[0013] 步骤二：根据反馈电压信号U化计算出超级电容SC的电压化C，当Use < 24V时， 输出体2信号为低电平，当Use > 24V时，输出体2信号为高电平；
[0014] 步骤S ;根据S相电动势ea、eb、ec通过化L锁相环模块计算出电角度，用于定坐 标系到旋转坐标系的变换；把立相电动势ea、eb、ec通过Clark-Park变换得到旋转坐标系 下的ed、eq，S相电流ia、ib、ic通过Clark-Park变换得到旋转坐标系下的id、iq，设定id 的期望值id* = 0,电磁转差离合器的输出转速的期望值n*和实际值n的差值经过PID运 算后得到iq的期望值iq*，通过下式可W得到旋转坐标系下整流桥的相电压Ud和U。；
【主权项】
1. 一种馈能型电磁转差离合器，其特征在于，包括电磁转差离合器、能量回收装置 (7)、励磁电路和控制器（6); 所述电磁转差离合器包括外转子（1)、内转子（4)、三相绕组电刷（8)、励磁绕组电刷 (5);所述外转子（1)上绕有三相绕组（2)，所述内转子（4)上绕有励磁绕组（3); 所述励磁绕组（3)与所述励磁绕组电刷（5