盤式永磁緩速器制動(dòng)力矩分析及樣機(jī)測試

陳德民+梁彥涵

摘 要：基于等效線圈原理建立盤式永磁緩速器制動(dòng)力矩?cái)?shù)學(xué)模型，加工相應(yīng)的樣機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，樣機(jī)測試結(jié)果證明了所推導(dǎo)模型的合理性。

關(guān)鍵詞：等效線圈原理；盤式永磁緩速器；制動(dòng)力矩；樣機(jī)測試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.024

0 前言

永磁緩速器是用于輔助汽車制動(dòng)系統(tǒng)的一款輔助制動(dòng)裝置，它能在汽車制動(dòng)前先消耗大部分行駛動(dòng)能，從而增強(qiáng)制動(dòng)器的制動(dòng)性能，極大地改善其制動(dòng)效果，并延長其使用壽命。

本文旨在建立一套新的盤式永磁緩速器制動(dòng)力矩的數(shù)值分析方法，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)盤式永磁緩速器的結(jié)構(gòu)。

1 盤式永磁緩速器制動(dòng)力矩

根據(jù)電渦流理論，磁極在定子上所對(duì)應(yīng)的區(qū)域等效為無數(shù)個(gè)閉合線圈[1-3]。為便于分析鼓式永磁緩速器的制動(dòng)功率，作如下假設(shè)：

（1）永磁體產(chǎn)生的磁通只分布在磁極內(nèi)，不考慮漏磁的影響；

（2）整個(gè)定子盤的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率均為常數(shù)，且不考慮磁路的磁飽和磁滯耗損的影響；

（3）磁極磁力線垂直進(jìn)入定子表面，定子與磁極相對(duì)的弧形區(qū)域近似看成平面；

（4）定子中位移電流相對(duì)于傳導(dǎo)電流可以忽略；

（5）定子厚度遠(yuǎn)小于徑向長度，可以忽略端部效應(yīng)。

在上述假設(shè)的基礎(chǔ)上建立圖1所示的計(jì)算模型。圖中陰影區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間帶動(dòng)永磁體在定子上掃過的磁通量變化的區(qū)域。

2 樣機(jī)測試

圖2為所加工的樣機(jī)，通過加載不同轉(zhuǎn)速，以及調(diào)節(jié)磁盤和導(dǎo)體盤的間隙，獲得了一系列制動(dòng)力矩?cái)?shù)據(jù)，見圖3。然后通過公式獲得相應(yīng)的制動(dòng)力矩見圖4。

可以觀察到，兩圖制動(dòng)力矩隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢基本一致，計(jì)算值與測試值擬合程度較好，存在的誤差主要是因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)也忽略了漏磁、溫度等因素對(duì)材料屬性的影響，以及實(shí)際樣機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸上的一些調(diào)整導(dǎo)致了計(jì)算值與測試值的不同。整體上公式很好地反映出了制動(dòng)力矩隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢，可用于盤式永磁緩速器的指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

3 結(jié)論

基于等效線圈原理建立盤式永磁緩速器制動(dòng)力矩?cái)?shù)學(xué)模型，通過樣機(jī)測試證明了所推導(dǎo)數(shù)學(xué)模型的可靠性，可用于盤式永磁緩速器結(jié)

構(gòu)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，具有一定的工程意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧長青，倪文波，王雪梅.地鐵車輛渦流制動(dòng)裝置磁場分析與制動(dòng)力矩計(jì)算[J].鐵道機(jī)車車輛，2010，30（06）：57-61.

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作者簡介：陳德民（1965-），男，博士，副教授。endprint