專利名稱：電磁緩速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁緩速器。特別涉及一種導(dǎo)電和導(dǎo)磁由不同材料擔(dān)任的電磁緩速器。
背景技術(shù)：
車輛上的機(jī)械制動(dòng)器不但壽命短，易使車輪發(fā)熱，影響車輪壽命甚至車輛安全，因此近來(lái)電渦流緩速器(又稱電剎)被廣泛采用作為輔助制動(dòng)，以提高制動(dòng)效果，減小機(jī)械制動(dòng)裝置的磨損，降低車輛維修費(fèi)用和增加安全性。
現(xiàn)有的電渦流緩速器的結(jié)構(gòu)基本上都是兩塊鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)子夾一個(gè)裝有若干電磁鐵的定子。在這種緩速器中，由鐵磁質(zhì)做成的轉(zhuǎn)子既負(fù)擔(dān)導(dǎo)磁任務(wù)也負(fù)擔(dān)導(dǎo)電任務(wù)。鐵的導(dǎo)磁性雖好，但導(dǎo)電性較差，這限制了電渦流，從而限制了制動(dòng)力矩。另外，現(xiàn)有的電渦流緩速器中，由于鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁率較高，磁力線只進(jìn)入轉(zhuǎn)子靠近定子一側(cè)的內(nèi)表面的薄層，因此電渦流也只在這薄層中流動(dòng)。這不但使電渦流通路截面減小。而且越靠近定子電磁鐵的轉(zhuǎn)子部分磁通密度越大，電渦流也越大。因此在靠近定子的轉(zhuǎn)子內(nèi)表面產(chǎn)生局部高溫。這不但易烤壞線圈，而且溫升使鐵轉(zhuǎn)子的電阻率成倍增加。這反過(guò)來(lái)使渦流減小，進(jìn)一步削弱制動(dòng)效果。另外現(xiàn)有電渦流緩速器還有重量大，裝卸困難，價(jià)格高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制動(dòng)力矩大，轉(zhuǎn)子發(fā)熱均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，價(jià)格低的電磁緩速器。
本發(fā)明采用兩個(gè)定子夾一個(gè)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，而不是已有的兩個(gè)轉(zhuǎn)子夾一個(gè)定子的結(jié)構(gòu)。定子由高導(dǎo)磁率的軟磁材料做基底，在基底的分度圓上均布2m(m＝1，2，3......)個(gè)電磁體。每一電磁體由兩部份組成高導(dǎo)磁率軟磁材料做成的磁芯和套在磁芯上的線圈。同一定子中相鄰兩電磁體極性相反?；诪榄h(huán)狀，基底用于固定電磁體，也是磁路的一部分。兩個(gè)定子同軸相對(duì)安裝，并且處于相吸狀態(tài)。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)盤和均勻鑲嵌于轉(zhuǎn)盤分度圓上的2m個(gè)轉(zhuǎn)子磁芯組成。轉(zhuǎn)盤由高導(dǎo)電率材料做成，轉(zhuǎn)子磁芯由高導(dǎo)磁率軟磁材料做成。高導(dǎo)磁率的轉(zhuǎn)子磁芯起導(dǎo)磁作用，高導(dǎo)電率的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤起導(dǎo)電作用。用不同的材料來(lái)?yè)?dān)任導(dǎo)電和導(dǎo)磁既滿足磁阻小的要求又滿足電阻小的要求，這是本發(fā)明的主要特征。在本發(fā)明中，磁路是很閉合的磁通線從左定子上某一定子磁芯出發(fā)，經(jīng)空氣隙，經(jīng)轉(zhuǎn)子上對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁芯，再經(jīng)過(guò)一空氣隙，加上右定子上相對(duì)應(yīng)的一個(gè)定子磁芯的磁通，經(jīng)右定子基底，再加上右定子上相鄰定子磁芯的磁通，再經(jīng)空氣隙，經(jīng)轉(zhuǎn)子上相鄰的轉(zhuǎn)子磁芯，再經(jīng)空氣隙，加上左定子上相鄰定子磁芯的磁通，最后經(jīng)左定子基底回到出發(fā)的左定子磁芯。所以一個(gè)磁路中有4個(gè)定子磁芯，2個(gè)轉(zhuǎn)子磁芯和2個(gè)空氣隙(磁通線經(jīng)過(guò)每個(gè)空氣隙兩次)。上面所述的三個(gè)分度圓的直徑是相等的，并且處于同一柱面上。
本電磁緩速器的工作過(guò)程是當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而電磁體不通電時(shí)，轉(zhuǎn)子基本無(wú)阻力。當(dāng)電磁體通電后，所有的定子磁芯都成電磁體。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子磁芯中的磁通交替變化，從而在轉(zhuǎn)子磁芯周圍的轉(zhuǎn)盤部分產(chǎn)生渦狀電流(轉(zhuǎn)子磁芯中也會(huì)產(chǎn)生渦流，但較小)。由于轉(zhuǎn)盤導(dǎo)電率高，故渦流大，制動(dòng)力矩大。又由于轉(zhuǎn)子磁芯和轉(zhuǎn)盤等厚，故渦流分布于整個(gè)轉(zhuǎn)盤厚度上，從而使轉(zhuǎn)盤發(fā)熱均勻，避免了局部過(guò)熱。這是本電磁緩速器的另一特征。增加轉(zhuǎn)盤厚度，轉(zhuǎn)盤直徑和增加電磁體中的電流可使制動(dòng)力矩增加。
本電磁緩速器，由高導(dǎo)磁材料形成磁通回路，由高導(dǎo)電材料形成電流回路，且電渦流分布于整個(gè)轉(zhuǎn)盤厚度上，因此渦流大，制動(dòng)力矩也大，而且整個(gè)轉(zhuǎn)盤厚度上均勻發(fā)熱，避免局部過(guò)熱。從上述描述還看其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，重量輕，價(jià)格低。


圖1是本電磁緩速器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1代表左定子，2代表右定子，3代表轉(zhuǎn)子。7代表轉(zhuǎn)軸，4代表左定子的環(huán)狀基底，5代表右定子的環(huán)狀基底。6代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤。101-105代表左定子上電磁體的磁芯，401-405代表相應(yīng)套在磁芯101-105上的線圈；201，205，206，207，208代表右定子電磁體的磁芯，501。505，506，507，508代表相應(yīng)套在磁芯上的線圈；301和305代表轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁芯，601和602代表空氣隙。為圖面簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，圖1中轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)盤6未畫剖面線。N代表北極，S代表南極。
圖2(a)代表左定子的正視圖。1代表左定子總體。4代表環(huán)狀基底，11代表分度圓，101-108代表定子磁芯，401-408代表線圈。圖2(b)代表左定子沿A-A面剖開(kāi)的軸向剖視圖。
圖3(a)代表右定子的正視圖，2代表定子總體，5代表環(huán)狀基底，12代表分度圓。201-208代表定子磁芯，501-508代表線圈。圖3(b)代表右定子沿B-B剖開(kāi)的軸向剖視圖。
圖4(a)代表轉(zhuǎn)子正視圖。3代表轉(zhuǎn)子總體，6代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤，13代表分度圓，7代表轉(zhuǎn)軸，301-308代表鑲嵌于分度圓上的轉(zhuǎn)子磁芯。圖4(b)為轉(zhuǎn)子沿C-C剖開(kāi)的軸向剖視圖。
圖5代表將電磁緩速器按三個(gè)分度圓11，12，13所圍成的柱面剖開(kāi)后展開(kāi)圖。目的是顯示其磁通線回路。圖5中粗線代表磁力線。為使圖面簡(jiǎn)潔，圖中轉(zhuǎn)盤6未畫剖面線。
實(shí)施例下面結(jié)合附圖來(lái)描述實(shí)施例。圖1為本電磁緩速器的軸向剖視圖，主要包含三部分左定子1，右定子2和轉(zhuǎn)子3。這三者同軸安裝，左右定子的電磁體相對(duì)并處于相吸狀態(tài)。轉(zhuǎn)子與定子之間留有間隙601和602。在電磁體不通電時(shí)，轉(zhuǎn)子可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面分三部分更詳細(xì)地描述其結(jié)構(gòu)。
圖2(a)為左定子的正視圖，圖2(b)為左定子沿A-A剖開(kāi)的軸向剖視圖。左定子包括環(huán)狀基底4，沿分度圓11均布的電磁體磁芯101-108及套在磁芯上的線圈401-408。一個(gè)定子磁芯加套在磁芯上的線圈組成所述之電磁體。定子上電磁體的數(shù)量為2m(m＝1，2，3......)個(gè)。圖2中的電磁體為8個(gè)，即m＝4，這些電磁體的極性沿分度圓交替排列。圖中N代表北極，S代表南極。
圖3(a)為右定子2的正視圖，圖3(b)為右定子沿B-B剖開(kāi)的剖視圖。右定子包括環(huán)狀基底5，沿分度圓12均布的定子磁芯201-208及套在定子磁芯上的線圈501-508。電磁體數(shù)量也是2m(m＝1，2，3......)個(gè)，電磁體的極性沿分度圓交替排列。
圖4(a)為轉(zhuǎn)子3的正視圖，圖4(b)為沿C-C剖開(kāi)的軸向剖視圖。轉(zhuǎn)子3包括轉(zhuǎn)軸7，轉(zhuǎn)盤6及沿轉(zhuǎn)盤分度圓13均勻鑲嵌于轉(zhuǎn)盤上的轉(zhuǎn)子磁芯301-308，轉(zhuǎn)子磁芯的厚度與轉(zhuǎn)盤厚度相等且完全埋入轉(zhuǎn)盤中。
上述部件應(yīng)滿足如下要求安裝時(shí)左右定子的磁芯軸向?qū)?zhǔn)，且左右定子上的電磁體都相互吸引；三個(gè)分度圓11，12，13的直徑相等，并處于同一柱面上；所有定子磁芯101-108，201-208和轉(zhuǎn)子磁芯301-308都采用高導(dǎo)磁率軟磁材料；轉(zhuǎn)盤6采用高導(dǎo)電率材料。
下面描述緩速過(guò)程當(dāng)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)而電磁體通電后，形成的磁通線回路如圖5所示。圖5是按分度圓11，12，13所圍成的柱面剖開(kāi)后再展開(kāi)的情況，以顯示磁通線回路。舉例某磁通線的走向如下左定子磁芯101-氣隙601-轉(zhuǎn)子磁芯301-氣隙602-右定子磁芯201-右定子環(huán)狀基底5-右定子磁芯202-氣隙602-轉(zhuǎn)子磁芯302-左定子磁芯102-左定子環(huán)狀基底4-左定子磁芯101，完成回路。這個(gè)磁通回路中有4個(gè)磁通源(101，201，202，102)，兩個(gè)導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子磁芯(301，302)，加2個(gè)窄氣隙601，602(每個(gè)經(jīng)過(guò)兩次)。由于磁路磁阻小，故容易形成高的磁通密度。其他磁通回路是類似的。
當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，例如轉(zhuǎn)子磁芯301旋轉(zhuǎn)到原302的位置，則301中的磁通由左向右經(jīng)過(guò)零而變到從右向左，這個(gè)磁通變化在圍繞磁芯301的轉(zhuǎn)盤部分感生出電流(在轉(zhuǎn)子磁芯中也有部分感生電流)。其他轉(zhuǎn)子磁芯的情況是類似的。這些感生電流消耗掉車輛的動(dòng)能，使車輛減速。由于磁通變化快，轉(zhuǎn)盤6又由高導(dǎo)電率材料做成，故感生電流大，結(jié)果制動(dòng)力矩就大。又由于轉(zhuǎn)子磁芯與轉(zhuǎn)盤等厚，故渦流均勻分布于轉(zhuǎn)盤的厚度上，使轉(zhuǎn)盤的厚度方向上發(fā)熱均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部高溫。
實(shí)施例2.將若干個(gè)上述電磁緩速器軸向疊合構(gòu)成多層電磁緩速器。
權(quán)利要求
1.一種電磁緩速器。由轉(zhuǎn)子3、左定子1和右定子2組成。其特征在于左右兩定子同軸地夾一轉(zhuǎn)子；左定子包含一片由高導(dǎo)磁率軟磁材料做成的環(huán)狀基底4和均布于基底4的分度圓11上的2m個(gè)電磁體；右定子包含一片由高導(dǎo)磁率材料做成的環(huán)狀基底5和均布于基底5的分度圓12上的2m個(gè)電磁體；每一電磁體包含一個(gè)電高導(dǎo)磁率軟磁材料做成的磁芯和套在該磁芯上的線圈；每一定子上的電磁體的極性交替排列，左右兩定子處于相吸狀態(tài)；轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)軸7，由高導(dǎo)電率材料做成的轉(zhuǎn)盤6和均勻鑲嵌于轉(zhuǎn)盤6的分度圓13上的由高導(dǎo)磁率軟磁材料做成的2m個(gè)磁芯；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)再將電磁體通電，則轉(zhuǎn)子磁芯中的磁通交替變化，因而在磁芯周圍的轉(zhuǎn)盤區(qū)域中感生出大電流，導(dǎo)致車輛動(dòng)能或與轉(zhuǎn)軸相連的其他機(jī)械動(dòng)能的耗散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁緩速器，其特征在于m為自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁緩速器，其特征在于各分度圓11，12，13的直徑相等且位于同一柱面上。
全文摘要
一種電磁緩速器。由左定子1、右定子2和轉(zhuǎn)子3組成。左定子和右定子將轉(zhuǎn)子同軸地夾在中間。左定子由環(huán)狀基底4和均布的2m(m＝1，2，3……)個(gè)2電磁體組成，右定子由環(huán)狀基底5和均布的2m個(gè)電磁體構(gòu)成；轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸7、轉(zhuǎn)盤6以及均勻鑲嵌于其上的2m個(gè)磁芯組成。環(huán)狀基底，電磁體磁芯和轉(zhuǎn)子磁芯都由高導(dǎo)磁率材料做成，轉(zhuǎn)盤由高導(dǎo)電率材料做成。定子上的電磁體極性交替排列。當(dāng)電磁體通電并轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量交替通過(guò)轉(zhuǎn)子磁芯，從而在圍繞磁芯的高導(dǎo)電率轉(zhuǎn)盤中感生出大電流，該電流消耗車輛的動(dòng)能，使車輛減速。本緩速器中導(dǎo)電和導(dǎo)磁由不同的材料擔(dān)任，可使磁阻和電阻盡量小，且渦流沿整個(gè)轉(zhuǎn)盤厚度方向均勻分布。有制動(dòng)力矩大，發(fā)熱均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60T13/00GK1699096SQ20051002564
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月8日
發(fā)明者魏樂(lè)漢 申請(qǐng)人:魏樂(lè)漢