)连接，所述三相绕组（2)与所述三相绕组 电刷（8)连接，所述三相绕组电刷（8)与所述能量回收装置（7)连接，所述能量回收装置 (7)与所述控制器（6)连接，所述控制器（6)与所述励磁绕组电刷（5)连接； 所述外转子（1)由原动机驱动，所述内转子（4)与负载相连，能量回收装置（7)中超级 电容为内转子（4)中的励磁绕组（3)提供励磁电流，外转子（1)相对内转子（4)转动时，励 磁电流形成的磁场在外转子（1)的三相绕组（2)中感应出电动势，由于三相绕组（2)和能 量回收装置（7)形成闭合电路，于是三相绕组（2)中产生三相电流，三相电流在励磁磁场的 作用下形成电磁转矩带动内转子（4)旋转；三相绕组（2)中感应的三相交流电为励磁绕组 (3)提供励磁电流。
2. 根据权利要求1所述的一种馈能型电磁转差离合器，其特征在于，所述能量回收装 置（7)包括滤波电感L、三相整流桥、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SC; 所述三相绕组（2)通过所述三相绕组电刷（8)与所述能量回收装置（7)的滤波电感L相连，所述三相绕组（2)与滤波电感L之间每相分别串联电压传感器，滤波电感L连接三相 整流桥，滤波电感L与三相整流桥之间每相分别串联电流传感器； 所述能量旁通电路由旁通电阻R1和旁通MOS管V7串联而成，所述能量旁通电路并联 于三相整流桥的输出端； 所述电压调节电路包括MOS管V8、二极管D7、电感L1 ;所述MOS管V8-端与R1连接， 另一端与二极管D7负极连接，电感L1 一端与二极管D7负极连接，电感L1另一端与MOS管 V7连接，所述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； 所述超级电容SC与Rc串联后并联于所述电压调节电路输出端和地端之间，反馈电阻 由R2和Rf串联而成，并联于超级电容SC两端，电阻R2和Rf之间有反馈电压Ufb输出；三 相绕组（2)中感应的三相交流电给超级电容充电，当超级电容SC充满电时，为其他用电器 供电。
3. 根据权利要求1所述的一种馈能型电磁转差离合器，其特征在于：所述励磁电路包 括MOS管V10、MOS管栅极电阻R3和续流二极管D8 ; 所述能量回收装置（7)的电源输出端与地端之间依次串接励磁绕组（3)、电流传感器、MOS管V10,所述续流二极管D8并联于所述励磁绕组（3)和电流传感器两端，所述栅极电阻 R3与MOS管的栅极相连，R4并联于MOS管的栅极和源极。
4. 根据权利要求1所述的一种馈能型电磁转差离合器，其特征在于：所述控制器（6) 包括电源电路、信号调理模块、单片机、驱动模块； 所述信号调理模块与所述单片机连接，所述单片机与所述驱动模块连接，所述电源电 路为所述信号调理模块、单片机和驱动模块提供所需电源； 所述信号调理模块接收所述三相绕组（2)的三相电动势ea、eb、ec和相电流ia、ib、ic，接收所述励磁绕组（3)中的励磁电流if和反馈电压Ufb，接收电磁转差离合器的输出转 速n和车速v，并对信号进行滤波和电平转换； 所述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*PWM1，2, 3、 /*PWM1, 2, 3、*PWM4、*PWM5、*K1 和 *K2 ; 所述驱动模块是各MOS管的栅极驱动电路，所述驱动模块输出各MOS管的栅极驱动信 号PWM1, 2, 3、/PWM1, 2, 3、PWM4、PWM5、K1 和K2。
5. -种馈能型电磁转差离合器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：由单片机实时检测车速，当车速v< 10Km/h时，输出*K1信号为高电平，当车 速v> 10Km/h时，输出*K1信号为低电平； 步骤二：根据反馈电压信号Ufb计算出超级电容SC的电压Use，当Use< 24V时，输出 *K2信号为低电平，当Use彡24V时，输出*K2信号为高电平； 步骤三：根据三相电动势ea、eb、ec通过PLL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；把三相电动势ea、eb、ec通过Clark-Park变换得到旋转坐标系下的 ed、eq，三相电流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*，通过下式可以得到旋转坐标系下整流桥的相电压ud和uq:
式中Kpl、Kp2为PI控制器的比例系数，Kn、KI2为积分系数，L为交流侧电感，《为三相 交流电角速度； 步骤四：根据整流桥的相电压叫和uq经过SVPWM模块后输出PWM信号：*PWM1、 *PWM2、*PWM3 即 *PWM1, 2, 3 ;以及各PWM信号的逻辑反信号：/*PWMl、/*PWM2、/*PWM3,即 /*PWM1，2, 3 ; 步骤五：能量回收装置的电源输出端电压的期望值Ud*与实际值Ud的差值经过PID运 算后得到*PWM4信号；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 运算后得到励磁电流的期望值if*，期望值与实际值if经过PID运算后得到*PWM5信号。
【专利摘要】本发明提供一种馈能型电磁转差离合器及控制方法，涉及动力传动领域，其包括电磁转差离合器、能量回收装置、励磁电路和控制器；电磁转差离合器包括外转子、内转子、三相绕组电刷、励磁绕组电刷；外转子上绕有三相绕组，内转子上绕有励磁绕组；励磁绕组与励磁绕组电刷连接，三相绕组、三相绕组电刷和能量回收装置依次连接，能量回收装置、控制器和励磁绕组电刷依次连接，能量回收装置还与其他用电器连接。电磁转差离合器可以回收转差损耗，提高调速范围；励磁功率由回收装置提供，不需要额外的电源；控制方法可以提高能量回收效率，增强电磁转差离合器的输出转速特性，协调控制电磁转差离合器的调速性能和回收性能。
【IPC分类】F16D27-10, F16D27-14
【公开号】CN104565117
【申请号】CN201510005622
【发明人】唐斌, 江浩斌, 耿国庆, 马世典, 夏磊, 华一丁
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月6日