盘式永磁缓速器制动力矩分析及样机测试

陈德民+梁彦涵

摘 要：基于等效线圈原理建立盘式永磁缓速器制动力矩数学模型，加工相应的样机进行台架试验，样机测试结果证明了所推导模型的合理性。

关键词：等效线圈原理；盘式永磁缓速器；制动力矩；样机测试

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

0 前言

永磁缓速器是用于辅助汽车制动系统的一款辅助制动装置，它能在汽车制动前先消耗大部分行驶动能，从而增强制动器的制动性能，极大地改善其制动效果，并延长其使用寿命。

本文旨在建立一套新的盘式永磁缓速器制动力矩的数值分析方法，用于指导设计盘式永磁缓速器的结构。

1 盘式永磁缓速器制动力矩

根据电涡流理论，磁极在定子上所对应的区域等效为无数个闭合线圈[1-3]。為便于分析鼓式永磁缓速器的制动功率，作如下假设：

（1）永磁体产生的磁通只分布在磁极内，不考虑漏磁的影响；

（2）整个定子盘的磁导率和电导率均为常数，且不考虑磁路的磁饱和磁滞耗损的影响；

（3）磁极磁力线垂直进入定子表面，定子与磁极相对的弧形区域近似看成平面；

（4）定子中位移电流相对于传导电流可以忽略；

（5）定子厚度远小于径向长度，可以忽略端部效应。

在上述假设的基础上建立图1所示的计算模型。图中阴影区域为转子转动时间带动永磁体在定子上扫过的磁通量变化的区域。

2 样机测试

图2为所加工的样机，通过加载不同转速，以及调节磁盘和导体盘的间隙，获得了一系列制动力矩数据，见图3。然后通过公式获得相应的制动力矩见图4。

可以观察到，两图制动力矩随转速的变化趋势基本一致，计算值与测试值拟合程度较好，存在的误差主要是因为在计算时也忽略了漏磁、温度等因素对材料属性的影响，以及实际样机结构尺寸上的一些调整导致了计算值与测试值的不同。整体上公式很好地反映出了制动力矩随转速的变化趋势，可用于盘式永磁缓速器的指导设计。

3 结论

基于等效线圈原理建立盘式永磁缓速器制动力矩数学模型，通过样机测试证明了所推导数学模型的可靠性，可用于盘式永磁缓速器结

构指导设计，具有一定的工程意义。

参考文献：

[1]邓长青，倪文波，王雪梅.地铁车辆涡流制动装置磁场分析与制动力矩计算[J].铁道机车车辆，2010，30（06）：57-61.

[2]杨效军，何仁，沈海军.转筒式电涡流缓速器制动力矩计算方法[J].机械科学与技术，2010，29（10）：1389-1392.

[3]胡东海，何仁.基于虚拟线圈假设的涡流制动器制动力矩计算[J].江苏大学学报（自然科学版），2014，35（03）：257-261.

作者简介：陈德民（1965-），男，博士，副教授。endprint