一种双定子双线圈的电磁液冷缓速器的制造方法
【专利摘要】一种双定子双线圈的电磁液冷缓速器。属于非接触式汽车制动领域。电涡流缓速器最大的特点是非接触式制动，反应快，低速制动效果好，改善了汽车制动性能，避免了传统制动中因摩擦而引起的制动片和轮胎的快速消耗，消除制动噪声，避免了环境污染，大大提高了车辆的行驶安全、舒适性和经济性，减少驾驶员的疲劳、提高工作效率、减少急刹车、使得驾驶更顺畅。本发明作为一种汽车辅助制动装置，创新性的采用盘式转子，双定子双线圈结构，线圈中置设计，定子与水道合理集成的结构，有效减少了电磁缓速器的轴向尺寸，优化了散热系统，抑制了电磁缓速器热衰退现象，大幅度提升了整体的制动力矩，改善了制动效果。
【专利说明】
一种双定子双线圈的电磁液冷缓速器
技术领域
[0001]本发明涉及一种双定子双线圈的电磁液冷缓速器。属于非接触式汽车制动领域。
【背景技术】
[0002]缓速器是一种行车制动的安全辅助装置，它将制动力作用到车辆传动部件上，起到消耗有害能量，降低车辆行驶速度的作用。电涡流缓速器的基本原理是:金属平面或弧面在做切割磁感线运动时，气隙磁密随转子的旋转而发生周期性变化，在定子表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。车辆的动能通过磁场这一介质转化为热能消耗掉，进而起到非接触减速制动作用。随着车辆驾驶安全性，舒适性和节能环保性要求的不断提高，车辆对缓速器有了一定的需求。电涡流缓速器最大的特点是非接触式制动，反应快，低速制动效果好，改善了汽车制动性能，避免了传统制动中因摩擦而引起的制动片和轮胎的快速消耗，消除制动噪声，避免了环境污染，大大提高了车辆的行驶安全、舒适性和经济性，减少驾驶员的疲劳、提高工作效率、减少急刹车、使得驾驶更顺畅。
[0003]现有的电涡流缓速器结构基本都采用风冷结构，散热困难，热衰退严重。现有电磁液冷缓速器轴向尺寸偏大，当轴向安装尺寸有要求时，较小的轴向尺寸成为制约电磁缓速器性能的瓶颈，大幅度降低了电磁缓速器的制动力矩。而双定子双线圈的电磁液冷缓速器，性能参数与径向尺寸密切相关，可以有效减小轴向尺寸，高效利用缓速器的整体空间，使电磁液冷缓速器在同样的体积下拥有更高的制动力矩。与电涡流测功机相比，双定子双线圈电磁液冷缓速器中双线圈组中置的设计使得定子涡流产生部位整体外移，另外总体上增加了有效齿长，从而大幅度提高了缓速器整体的制动力矩，使得缓速器有限的空间结构得到更加充分的利用。同时双定子双线圈电磁液冷缓速器结构简单，安装更换简便，灵活性更强。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是突破已有缓速器结构的不足，发展特种缓速器，创新性的采用双定子双线圈组的结构设计，提供了一种轴向尺寸小，结构简单，安装简便，热衰退小，相同性能下体积小的双定子双线圈电磁液冷缓速器。
[0005]本发明解决上述技术问题的方案如下:
[0006]—种双定子双线圈电磁液冷缓速器，其特征在于:该缓速器包括定子部分，转子，励磁线圈组以及控制系统;所述定子部分包括左侧定子、右侧定子，以及中间连接件;所述励磁线圈组包括左侧线圈、右侧线圈；左侧线圈、右侧线圈位于到定子中间，所述转子内外两圈分布齿形槽结构;其中中间连接件为不导磁材料，左侧定子与右侧定子、转子为导磁材料加工而成；左侧定子与右侧定子分别螺栓连接于车辆机架上或静止部件上，处于静止状态，同时使用螺栓与连接件连接，保持左侧定子、右侧定子与转子间隙为0.5毫米到I毫米；传动轴通过花键与转子上的花键相配，传递动力，带动转子旋转;励磁线圈组集中绕制，并分别固定在两侧定子上，线圈相对定子静止，在定子无水道的实体处开孔引出导线，与缓速器外部的控制系统相连;所述控制系统通过导线与所述励磁线圈组相连接，控制通断电，控制系统也能够改变励磁线圈组电流的大小；控制系统给两侧励磁线圈组通入同向直流电时，产生磁场，左侧定子、右侧定子与转子的齿形部分以及定子部分与转子之间的左侧与右侧气隙组成闭合磁路。
[0007]所述转子部分与传动轴相连，同步转动，同时形成磁路，转子盘式结构，通过线圈上下两部分的齿形结构做切割磁感线的运动，使相应的定子面表层产生交变磁场。
[0008]所述定子部分安装于车辆传动部分的机架上，用于安装线圈，形成磁路，产生涡流，感应磁场，通过感应磁场与原磁场的相互作用，产生制动力矩，并同时用作集成散热水道。两侧定子通过中间连接件螺栓相连，控制两侧定子与中间转子之间的相对间隙。
[0009]所述两组励磁线圈集中绕制，分别固定于两侧定子上并通过定子上的引线孔引出，与控制模块相连，工作时通入同向电流，产生磁场，在定子和转子上形成闭合磁路。
[0010]所述控制模块通过导线与所述线圈相连接，控制通断电，控制模块可以改变线圈电流的大小，以达到控制制动力矩的目的。
[0011]该缓速器两侧定子与中间转子部分使用导磁材料;定子中间的连接件采用非导磁材料，优化磁路，减少漏磁。定子与转子之间的两侧气隙保持0.5毫米到I毫米。线圈组通电后，形成磁场，在两侧定子、转子和中间气隙形成封闭磁路。
[0012]本发明采用两侧定子以及双线圈组的设计，平衡单侧定子与转子之间的轴向吸引力。同时两侧定子外圆处用连接件连接，保持两侧定子之间的轴向距离。
[0013]水道的设计能够把定子上电涡流产生的热量及时传导到液体中，通过对流传热将热量带出缓速器，抑制电磁缓速器热衰退现象，持久保持缓速器优异高效的制动性能。将水路与定子集成到一起，减轻了整体重量，直接接触热源，降温效果显著。
[0014]本发明双定子双线圈电磁液冷缓速器的工作原理如下:
[0015]工作时，通过控制模块向两组线圈通同向电，由于线圈集中且直接绕制在定子上，即会形成环形磁路，且磁路是一个整体。磁力线在定子上会分开，经过气隙到达转子上；随着转子的转动，转子相对两侧定子切割磁感线，在定子上产生涡流，涡流激发感应磁场，与原磁场相互作用，产生制动力矩，该制动力矩通过转子连接部分作用于车辆传动轴上，即起到非接触制动的作用。定子表面的电涡流转化为热能，在定子上发生热传导，经过水道时，在液固接触面上热传导到液体中，再通过液体对流，将热量带出缓速器。转子上的磁场基本不产生变化，不产生电涡流，即使得转子不发热。控制模块可以改变线圈中电流的大小，可以实现连续调节。若缓速器不需要制动时，控制模块对线圈停止供电，这时不产生磁场，从原理上不产生制动力矩。
[0016]与现有电磁缓速器相比，本发明优点如下。
[0017]本发明作为一种汽车辅助制动装置，创新性的采用盘式转子，双定子双线圈结构，线圈中置设计，定子与水道合理集成的结构，有效减少了电磁缓速器的轴向尺寸，优化了散热系统，抑制了电磁缓速器热衰退现象，大幅度提升了整体的制动力矩。
[0018]盘式转子与双定子结构的设计减少了轴向尺寸，使得缓速器可以安装在轴向更小的空间里。将电涡流测功机中的线圈顶置优化为两组线圈中置设计，充分利用定子径向尺寸，在相同体积并保证稳定磁路下，将电涡流发生部分整体外移，增大了制动力臂，从而提升了制动效果。从缓速器基本的发热原理出发，进行液冷系统的合理设计，即减轻了缓速器整体质量，又最大程度上为缓速器散热。优化后的整体结构设计，减少了磁损失，减轻了整体重量，最大化的提高了制动力矩。这些优点使得双定子双线圈电磁液冷缓速器这一创新发明在缓速器中占有一席之地。
[0019]在结构上与现有与之最相似的产品(电涡流测功机)相比，本发明优点如下。
[0020]本发明将电涡流测功机中位于最外圈的线圈分成两组线圈，下移到定子中间部位。这种双线圈中置的结构，使得转子上齿形槽结构分布所在的转子内外两圈尺寸增大，这相当于增大了电涡流制动力矩的作用半径，最终大幅度提高了制动力矩，改善了制动效果。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一种双定子双线圈电磁液冷缓速器结构原理示意图；
[0022]图2为本发明一种双定子双线圈电磁液冷缓速器转子内外两圈齿形槽结构、分布示意图。
[0023]图1中:I控制系统，2右侧定子，3定子连接件，4左侧定子，5右侧线圈，6左侧线圈，7磁路，8转子，9右侧挡圈，10左侧挡圈，11传动轴。
[0024]图3转子立体示意图。
[0025]图4某一侧定子立体示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明的原理和特征进一步描述。
[0027]如图1所示，双定子双线圈电磁液冷缓速器原理示意图，该缓速器包括定子部分，转子部分，励磁线圈组，控制系统I。所述定子部分包括左侧定子与右侧定子，以及中间连接件;励磁线圈组包括左侧线圈6与右侧线圈5。盘式转子内外两圈部分挖齿形槽，在转子旋转时使定子上产生交变磁场，其结构如附图2所示。其中连接件3为不导磁材料，左侧定子4与右侧定子2、转子8为导磁材料加工而成。
[0028]左侧定子与右侧定子分别螺栓连接于车辆机架上或静止部件上，处于静止状态，同时使用螺栓与3连接件连接，保证定子部分与转子部分之间的间隙为0.5毫米到I毫米，如图1所示。传动轴11通过花键与转子8上的花键相配，传递动力，带动转子旋转。通过轴用挡圈或轴肩、套筒等方式解决转子的轴向蹿动问题。励磁线圈组集中绕制，并分别固定在两侧定子上，线圈相对定子静止，在定子无水道的实体处开孔引出导线，与缓速器外部的控制系统I相连。当缓速器工作时，控制系统I给励磁线圈组通入同向直流电时，产生磁场，左侧定子与右侧定子与中间转子8以及定子与转子之间的空隙组成闭合磁路7。左侧定子与右侧定子与转子8之间的气隙磁密呈周期性变化，当传动轴11转动，带动转子8旋转，左侧定子与右侧定子在靠近转子8部分的磁场将产生周期性变化，使得定子部分产生电涡流，电涡流相当于通电线圈，产生感应磁场，与原磁场相互作用，产生制动力矩，阻碍传动轴的旋转，吸收有害能量，并把这部分能量转化为热能，通过热传导、对流传热、热辐射被缓速器消耗掉。当不需要缓速器工作时，控制系统切断对励磁线圈组的供电，缓速器不工作，基本不消耗能量。
【主权项】
1.一种双定子双线圈电磁液冷缓速器，其特征在于:该缓速器包括定子部分，转子，励磁线圈组以及控制系统；所述定子部分包括左侧定子(4)、右侧定子(2)，以及中间连接件(3);所述励磁线圈组包括左侧线圈、右侧线圈；左侧线圈、右侧线圈位于到定子中间，所述转子(8)内外两圈分布齿形槽结构;其中中间连接件为不导磁材料，左侧定子与右侧定子、转子为导磁材料加工而成；左侧定子与右侧定子分别螺栓连接于车辆机架上或静止部件上，处于静止状态，同时使用螺栓与连接件连接，保持左侧定子、右侧定子与转子间隙为0.5毫米到I毫米;传动轴通过花键与转子上的花键相配，传递动力，带动转子旋转;励磁线圈组集中绕制，并分别固定在两侧定子上，线圈相对定子静止，在定子无水道的实体处开孔引出导线，与缓速器外部的控制系统相连;所述控制系统通过导线与所述励磁线圈组相连接，控制通断电，控制系统也能够改变励磁线圈组电流的大小;控制系统给两侧励磁线圈组通入同向直流电时，产生磁场，左侧定子、右侧定子与转子的齿形部分以及定子部分与转子之间的左侧与右侧气隙组成闭合磁路。
【文档编号】H02K16/04GK105846623SQ201610320415
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月15日
【发明人】李德胜, 田金山, 谢谋, 叶乐志
【申请人】北京工业大学