涡流制动器
一种涡流制动器调速系统，是利用检测感应电动机转子电压作为转速反馈信号的转速单闭环系统，当转速给定值与实际值比较后产生差值时，此差值经速度调节器，令可控硅整流装置调节涡流制动器的制动转矩，使系统在给定转速下运行，其特征在于所述的调整速系统是在转速闭环的基础上，增设了克服涡流制动器电惯性的电流环，为了确保系统的安全可靠，再增设励磁电流快速上升补偿环节、励磁电流全过程监控环节及停顿制动环节，所述的转速闭环的转速反馈信号，是采用检测感应电动机的转子频率，并将频率快速转换成电压的测速方法。
涡流制动器,还有涡流阻尼器，原理是导体在磁场中运动，导体内产生感生电势感生电流，并受到阻碍其运动的制动电磁力矩。电涡流制动器
一、概述
涡流制动器又称电磁制动器，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。通常由涡流制动器、控制器及测力装置组成测功装置，可以测取被测机械的输出转矩和转速，从而得出输出功率，它可以取代磁粉离合器、水力测功机、直流发电机组等，用来测量各种电动机、变频器、发动机、齿轮箱等动力机械的性能，成为型式试验的必要设备，与其它测功装置相比，WZ
系列测功装置具有更高的可靠性、实用性和稳定性，价格也便宜很多。
二、主要特点
１、结构简单、运行稳定、价格低廉、使用维护方便；
２、采用水冷却，噪音低、振动小；
３、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机及动力机械的型式试验；
４、控制器采用单相交流电源，控制功率小；
５、转矩的测量可以采用普通磅秤、电子磅秤或高精度转矩转速测量仪，适用于不同测量精度的场合；
６、该装置还能作制动器用，制动力矩大,耐高转速。
三、产品规格及主要数据
１、型号说明
A：双轴伸，基本形式（可省略）B:单轴伸
２、主要技术参数
磁性联轴器的设计与仿真
径向充磁联轴器的设计与仿真 摘要 径向永磁联轴器利用稀土永磁体之间的相互作用，无需机械连接就能进行机械能量的传递，是一种新型联轴器。径向永磁联轴器主要由内、外转子组成，实现了无机械连接传动，解决了过载保护、主从动轴对中、软启动的问题，同时也解决了一些机械传动装置中密封性要求等问题，从根本上消除了传动泵密封处泄漏的问题，现已在化工机械、仪表及食品、真空等行业中得到广泛的应用。 对于永磁联轴器的研究，随着科技的发展，研究方法在不断改进和完善，种类也不断增加。对于径向力和力矩的计算，国内外己经有很多种方法，包括经验法、有限元法和磁路法等等。由于有限元法的计算相对其它几种算法精度较高，所以本文将采用此种方法对主、从动磁环之间的轴向力、传递的力矩进行计算分析，然后利用Ansoft有限元软件进行仿真。 本文以径向磁性联轴器为研究对象，主要讲述几个问题： (1)计算径向永磁联轴器力矩，分析影响力矩的主要因素。 (2)用有限元法分析气隙磁场，建立径向永磁联轴器气隙磁场的有限元分析模型，利用Ansoft软件对径向永磁联轴器 气隙磁场进行分析，得出正确的结果。 (3)设计一个简单的径向磁性联轴器，用Ansoft软件的模拟分析,验证理论知识的正确性。 关键词 径向磁性联轴器；Ansoft有限元法；磁场；力矩 1 引言 近年来永磁传动技术已从泵类向其它密封机械扩展，技术上集中于提高设备的可靠性、抗介质腐蚀新材料的研究，流体技术及制造装配的精度。磁力泵代表着一个国家制造技术的水平，近年来工业发达国家的磁力泵在效率、寿命、制造周期、成本及可靠性等方面有了突破性的进展。永磁传动技术逐渐应用到各个领域，将原动机的动力通过其轴上的外磁部件传递给工作轴上的内磁部件，内外磁部件由隔离罩分开，从而工作轴无须伸出所要封闭的空间，取消了动密封，实现无密封、零泄漏。永磁传动技术发展的时间不长,还存在一些的问题:永磁传动[1]有些因为制造困难,性价比低,往往还只停留在理论研究上;永磁传动的设计目前还没有一套系统和完善的设计方法,磁路的设计、转矩的计算均建立在实验、半实验基础上,研制周期长,代价高,重复性劳动多;在磁路设计方面,多体渐变技术未能充分利用;磁场计算多成用上述的一些方法,由于多是近似计算,精度有待进一步提高。永磁传动技术的发展任重而道远。 2 磁性联轴器电磁转矩分析 本章涉及到电磁转矩的模拟分析，通过对一磁性联轴器的分析，利用有限元分析软件Ansoft模拟
涡流制动器工作原理
电涡流制动器使用说明书 一、概述： 电涡流制动器是一种性能优越的自动控制元件，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。其输出转矩与激磁电流呈良好的线性关系。并具有响应速度快、结构简单等优点。 电涡流制动器广泛应用于测功机的加载。即测量电机、内燃机、减变速机等动力及传动机械的转矩、转速、功率、效率、电流、电压、功率因数时，用电涡流制动器作为模拟加载器。并可与计算机接口实现自动控制。与我公司生产的TR-1型转矩转速功率测量仪、CGQ型转矩转速传感器、WLK型自动控制器、自动测试软件可组成成套自动测功系统。 电涡流制动器广泛应用于印刷、包装、造纸及纸品加工、纺织、印染、电线、电缆、橡胶皮革、金属板带加工等有关卷绕装置的张力自动控制系统中。与我公司生产的WLK型控制器配套，可组成手动张力控制系统。与我公司生产的ZK 型自动张力控制仪及张力检测传感器配套，可组成闭环自动张力控制系统.。 二、主要特点： 1、转矩与激磁电流线性关系良好，适合于自动控制； 2、结构简单，运行稳定、价格低廉、使用维护方便； 3、采用水冷却，噪音低、振动小； 4、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机及动力机械的型式试验； 5、控制器采用直流电源，控制功率小。
四、特性曲线 注：P0为最大冷却功率； n1为额定最低转速； n2为额定最高转速。
五、使用环境 1、最高环境温度不超过40℃； 2、海拔高度不超过2000m； 3、当环境温度为20℃时，相对湿度不大于85%。 六、冷却水 1、水质。冷却水为自来水，一般工业用水、地下水、河水。水中不含有直径1mm 以上的固体颗粒或其它杂物，其pH值为6-8，硬度为200ppm以下为宜，最大值为300ppm。 2、水压。进水压力一般为不小于0.1Mpa，不大于0.3Mpa。用户在使用本产品时应安装水压表和进水阀门，以方便监控和调节水量。 3、水量。冷却水量见参数表，进水量的大小按测试功率的不同进行调节。 4、水温。进水温度最高不超过30℃，出水温度约为50℃-60℃为宜，使用时可根据出水温度的高低调节水量。 七、注意事项： 1、按额定转矩、转速、功率选用涡流制动器。严禁超转矩、超功率、超转速使 用。 2、运行前须对电涡流制动器进行检查。核定铭牌数据是否为要求的规格；检查 紧固件是否松动，各接线板接线是否正确，接触是否良好，如有缺陷或不良应予排除或更换；用500伏的兆欧表检查励磁绕组
客车电磁涡流刹车制动扭矩分析
客车电磁涡流刹车制动扭矩分析 摘要随着汽车制造行业的高速发展，车辆的各项动力性能也在不断提高，使得车辆的行驶速度不断加快，因此车辆的制动性能要求随之增高。对于一些客车来说，经常跑一些长途路线，制动性能尤为重要。而电磁涡流刹车制动扭矩作为当今主流辅助刹车系统，已被汽车行业广泛应用。如果不对客车电磁涡流刹车制动扭矩进行一个充分的了解，将会对汽车制动造成一个潜在的威胁。本文主要针对电磁涡流刹车制动扭矩的各项数据进行详细分析，并提出了改进客车刹车制动的方法。 关键词客车；电磁涡流；刹车；制动扭矩 中图分类号U46 文献标识码 A 文章编号1674-6708（2016）162-0145-02 随着现代人们生活水平的提高，出行方式越来越偏向于驾驶车辆出行。我国的城乡道路建设越来越规范，原来的乡村土路也变成了一条条的水泥路和柏油路，各种车辆的运行速度越来越快，公路上的车辆越来越多，对人们的出行构成了潜在的威胁，车辆经常需要在复杂的交通环境下进行频繁制动。超速行驶、超载行驶严重影响了车辆的制动安全。传统的车辆制动方式通常采用的是车轮制动器和缓速器制动，
这种制动方式在车辆超载或者车辆下坡时间长时频繁制动会导致制动器发热，降低制动性能，虽然有很多司机向制动器浇水让制动器冷却，从而减缓制动器发热，但是没有取得很好的效果。仍然有很多交通事故因为制动失灵而发生，不能从根本上解决制动失灵问题。但是电磁涡流刹车制动系统很好地解决了车辆的制动问题，能够令车辆行驶的安全性能提高，下面进行详细分析。 1 电磁涡流刹车的工作原理 车辆制动减速器按照不同的工作原理主要分为这样几种制动系统：液力减速、发动机排气减速和电磁涡流减速刹车。液力减速器主要是和液力传动变速器结合运用，才能起到减速制动的作用。在液力传动变速器的两个不同位置区分为输入和输出减速器，输入减速器主要作用是在动力传入变速器时，通过不同的档位进行变化，从而减缓汽车动力，输入减速器起到一个很好的减速器输入轴的作用。而输出减速器主要作用是输出轴变速器，在输出动力时，比较平缓，方便控制制动系统，可以调节不同的档位。发动机排气减速系统造价比较低，结构较为简单，不需要在汽车的传动系统上进行改动，只需要在发动机排气系统上进行改动，但是对发动机的使用效果有一些不利影响。和这两种汽车缓速器进行对比，电磁涡流刹车缓速器性能更加优良，拥有更好的市场发展前景。
合肥永磁磁力联轴器7大优点
合肥永磁磁力联轴器7大优点 磁力耦合器也称磁力联轴器，主要由连接在电动机轴端的导磁体和连接在负载端的永磁体两部分组成。在运行中，按照涡流感应原理，以上两部分相对运动产生磁场，而这样在盘状导体中就会产生涡流，而涡流所产生的磁场和磁体相互吸引，从而使转子和导体两个部件通过空气间隙传递力矩，这样电动机和负载就由原来的硬连接转变为软连接[1]，如图1和图2所示。 根据以上原理，近年来国内开发出了延迟型、限矩型、调速型等不同类型的磁力耦合器。我公司使用的是由上海高率机电科技有限公司生产的限矩型磁力耦合器。近年来，随着水泥企业节能降耗和内部挖潜等技术革新的开展，如磁力耦合器、动态谐波节能装置等，在水泥行业逐渐得到了应用和推广。 磁力耦合器与其他传动设备比较
通过统计及实际应用分析，现将磁力耦合器与其他类型的联轴方式针对其特点、维修成本等方面进行分析比较，如表1所示。 将磁力耦合器与其他节能传动设备进行性能、能效等方面比较，如表2所示。 通过以上内容及列表分析可知，弹性联轴器、滑差设备及液力耦合器等类型的传动设备所存在的弊端，这里就不再一一赘述。而磁力耦合器的优点主要体现在以下几个方面：1）驱动电动机电流降低，节能效果显著。使用磁力耦合器后，无论是单台设备的能效还是系统的总能效，磁力耦合器的效率都是最高的。因此，使用磁力耦合器，将会为水泥生产线设备降低能耗，节约运行和维修成本。 2）使用磁力耦合器后，可大大减少设备的振动，延长电动机及其轴承的使用寿命。磁力耦合器是靠空气间隙传递扭矩的，是真正的无接触连接装置。这种连接方式，可使设备连接应力更加均匀，对中性能更好，承载能力大大加强。通过检测，使用磁力耦合器可以减少80%以上的振动。 3）使用磁力耦合器后，可以很好地实现设备柔性启动（即软启动），可以很好地保护电动机和负载。 4）使用磁力耦合器可以减低故障率。由于磁力耦合器靠空气间隙传递扭矩，没有磨损部件，基本上不发生故障，这样就会降低故障率，从而大大缩短停机时间。 5）磁力耦合器具有过载保护功能，提高了系统运行的安全可靠性。水泥企业常用的液力耦合器是通过喷油泄压方式来进行过载保护的，而这种过载保护方式，既污染环境，又增加修复时间和维护费用。 6）磁力耦合器结构简单，无需润滑，对环境无任何污染损害，属绿色环保产品。 7）对于调速范围较窄的设备，如高温风机等，还可以通过调节磁力耦合器两部分之间
涡流制动器
一种涡流制动器调速系统，是利用检测感应电动机转子电压作为转速反馈信号的转速单闭环系统，当转速给定值与实际值比较后产生差值时，此差值经速度调节器，令可控硅整流装置调节涡流制动器的制动转矩，使系统在给定转速下运行，其特征在于所述的调整速系统是在转速闭环的基础上，增设了克服涡流制动器电惯性的电流环，为了确保系统的安全可靠，再增设励磁电流快速上升补偿环节、励磁电流全过程监控环节及停顿制动环节，所述的转速闭环的转速反馈信号，是采用检测感应电动机的转子频率，并将频率快速转换成电压的测速方法。 涡流制动器,还有涡流阻尼器，原理是导体在磁场中运动，导体内产生感生电势感生电流，并受到阻碍其运动的制动电磁力矩。电涡流制动器 一、概述 涡流制动器又称电磁制动器，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。通常由涡流制动器、控制器及测力装置组成测功装置，可以测取被测机械的输出转矩和转速，从而得出输出功率，它可以取代磁粉离合器、水力测功机、直流发电机组等，用来测量各种电动机、变频器、发动机、齿轮箱等动力机械的性能，成为型式试验的必要设备，与其它测功装置相比，WZ
系列测功装置具有更高的可靠性、实用性和稳定性，价格也便宜很多。 二、主要特点 １、结构简单、运行稳定、价格低廉、使用维护方便； ２、采用水冷却，噪音低、振动小； ３、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机及动力机械的型式试验； ４、控制器采用单相交流电源，控制功率小； ５、转矩的测量可以采用普通磅秤、电子磅秤或高精度转矩转速测量仪，适用于不同测量精度的场合； ６、该装置还能作制动器用，制动力矩大,耐高转速。 三、产品规格及主要数据 １、型号说明 A：双轴伸，基本形式（可省略）B:单轴伸
电机测试如何选择负载制动器
电机测试如何选择负载制动器 摘要：目前市场上电机测试系统的电机负载种类繁多，例如电涡流制动器负载、磁粉制动器负载、磁滞制动器负载、伺服电机负载等。考虑到被测电机的特性及成本，选择一款合适的负载至关重要，那么如何才能选择一款合适的电测试平台的负载呢？ 首先我们来了解各类型的负载制动器的特性及工作原理： 一、电涡流制动器 电涡流制动器是目前国内先进的模拟加载设备，主要用来模拟各种动力装置的输出性能，由感应盘、电枢和励磁部分等组成。当与转子同轴装配的励磁线圈通直流电时，其产生的磁通经电枢体、涡流环、气隙和转子形成闭合回路。由于转子外圆面被制成有均匀分布的齿和槽，故在气隙和电枢体或涡流环表面产生疏密相间的磁场，因此，转子被拖动旋转时，电枢体和涡流环内表面上任何一点的磁场产生叫变变化，由此感应出“涡流”，在“涡流”和磁场的耦合作用下，在转子上产生制动力矩。由于电枢体是通过机座固定在底板上的，故转子无法带动电枢体旋转，动力机械输出的功率被转化成电枢体和涡流环上“涡流”产生的等值热量，热量由进入电枢体和涡流环冷却水槽中持续不断的冷却水及涡流制动器自身消耗。对应于励磁线圈每一恒定的电流，电涡流制动器均表现出一条转矩依附于转速的稳定制动特性曲线，通过改变励磁电流的大小，即可以改变制动力矩。 图1电涡流制动器 二、磁粉制动器 磁粉制动器是采用磁粉作介质，在通电情况下形成磁粉链来传递扭矩的新型传动元件，由内转子、外转子、激磁线圈及磁粉组成。当线圈不通电时，主动转子旋转，由于离心力的作用，磁粉被甩在主动转子的内壁上，磁粉与从动转子之间没有接触，主动转子空转。接通直流电源后产生电磁场，工作介质磁粉在磁力线作用下形成磁粉链，把内转子、外转子联接起来，从而达到传递、制动扭矩的目的。在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析资料报告
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析 目前，电磁涡流刹车已经广泛应用于石油钻机辅助刹车系统中。它利用电磁感应原理进行无磨损制动，应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹车盘的使用寿命，降低劳动强度。在一般情况下，只要操作司钻开关或自动控制给定信号而不必使用刹把（主刹车）就能可靠地控制钻具下放速度。将钻具平稳地座落在转盘或卡瓦上。下面从现场使用过程中制动扭矩减小的故障入手，对影响电磁刹车使用性能的故障原因进行分析，并提出了对于类似故障检修的方法和防措施。 1故障概况及经过 配套DWS50电磁涡流刹车的50D钻机在运转过程中，操作人员反映起下钻过程中，挂合电磁刹车始终感觉无法达到理想的制动转矩，其制动功能明显低于正常状态。经检测控制柜控制功能良好，无交、直流故障显示，直流电压输出可达额定值。 2故障原因及时效机理分析 2.1电磁涡流刹车基本结构和工作原理 分析电磁刹车制动力矩减小的原因，应该首先从电磁刹车的基本结构和原理入手。电磁涡流刹车装置一般由刹车主体、可控硅整流装置、司钻开关、冷却系统等组成。电磁刹车是将钻具下放时产生的巨大机械能转换为电能，又将电能转化为热能的非摩擦式能量转换装置。其应用的是电磁感应原理。当刹车工作时，可控硅整流装置向定子线圈通入直流电流，于是在转子与定子之间便有磁通相连，使转子处在磁场闭合回路中。磁场所产生的磁力线通过磁极→气隙→电枢→气隙→磁极形成一个闭合回路。绞车滚筒带动电磁刹车主轴上的转子以相同转速在该磁场旋转。在这个磁场中，磁力线在磁级的齿部(凸极部分)分布较密，而在磁极的槽部(齿间部分)分布较稀，因此随着转子与定子的相对运动，转子各点上的磁通便处
电涡流缓速器工作原理及结构
二 电涡流缓速器工作原理及结构 电涡流缓速器是一种非接触式辅助制动系统，俗称“电刹”，其可以有效提高汽车的安全性能。欧洲各国已于20世纪30年代开始在货车上安装电涡流缓速器。因其有效提高重型汽车的安全性能，许多国家将其规定为标准件安装在相关汽车。 2.1 电涡流缓速器结构 图2.1所示为电涡流缓速器的示意图。电涡流缓速器由机械部分和电气部分组成。机械部分包括定子、转子以及支撑架，其主要内容如下：①定子。该结构是缓速器的主要工作部件，在定子圆周方向均匀地固定安装有8个高导磁材料制成的铁心，线圈套在铁心上，铁心起增大磁通的作用。圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极，并且相邻两个磁极均为N 、S 相间，这样就形成了相互独立的4组磁极。定子通过固定支架刚性安装在车架上（或者驱动桥主减速器外壳上，也可安装在变速器后端盖上），定子相对于车架静止不动。②转子。该结构呈圆环状，由2片前后对称、带散热叶片的转盘组成，前后2转盘中间通过连接环将其固定为一体，前后转盘通过法兰或凸缘与传动轴相连，并随传动轴一起高速旋转。转子一般用导磁率高且剩磁率低的铁磁材料制成。定子和转子之间有一定气隙，可以相对转动。从减小磁阻角度讲，气隙越小越好，但又要保证转子在规定的偏心误差内自由转动，以便使转子盘旋转时不会刮擦到定子，综合考虑缓速器的性能要求以及运行可靠性，定子和转子之间的气隙一般在0.5~1.5mm 之间。这是一个对制动转矩影响很大的结构参数。 电气部分包括控制系统、ABS 连接器、车速信号传感器、制动压力传感器、手控开关信号以及指示灯，其主要内容如下： 1) 控制系统。该结构是电涡流缓速器各种信号的集中分析及处理中心，对缓速器的工作状况发出指令。 2) 车速信号传感器。该结构用于收集车速信息，并将信号以电信号方式传输给控制系统。控制系统根据此车速信号V 以及控制系统内预设的临界车速信号0V 来决定电涡流缓速器系统是否进入制动待命状态。当0V V 时进入制动待命状态，反之退出。 3) 制动压力传感器。一般为线性型传感器，其可以产生的反映制动气压线性变化的电信号并传送给控制系统，以便调整缓速器的励磁电流量值的大小。 4) ABS 连接器。该结构由数十个数字逻辑电路构成，能根据车辆的行驶状况自动控制缓速器的工作状态。如果ABS 发现某个车轮打滑，控制器将立即终止缓速器的制动作用。车轮打滑一旦结束，缓速器又进入待工作状态，始终保持缓速器的制动力矩在地面附着力的范围内。另外，当ABS 有故障时，控制系统将切断电涡流缓速器的脚控功能，手控制动仍然有效，以保证行车安全。因此，电涡流缓速器和ABS 系统是兼容的。 5) 指示灯。安装在仪表板上，显示电涡流缓速器的当前工作状态。
永磁联轴器在破碎机上的应用
永磁联轴器在SSC800型破碎机上的应用 姓名：何宗豪 单位：西山煤电集团公司东曲选煤厂
永磁联轴器在SSC800型破碎机上的应用 何宗豪 西山煤电集团公司东曲选煤厂 摘要：根据磁学、力学的观点，永磁联轴器可以分成四类：涡流装置、磁滞传动、磁阻式同步联轴器、同步联轴器。重点分析了常用的同步联轴器的磁路结构及其特点。指出永磁联轴器的重要性能是脱开扭矩、扭转刚度、运动惯性、总体尺寸与装置成本。 关键词：永磁联轴器；同步联轴器；破碎机；保护减速器 引言： 永磁联轴器在欧美地区已得到了广泛应用，相比较其他的传动方式，其性能优势非常明显。以齿辊式破碎机来说，齿辊与减速器之间使用鼓形齿式联轴器连接，属于刚性连接，没有针对减速器的保护装置，当有硬度较大的矸石或铁器进入破碎机后，由于齿辊的惯性作用，齿辊无法及时停止运转，这将给减速器带来很大伤害；相比较液力耦合器，磁力耦合器在满载启动、启动平稳、过载保护、失速保护等，保护破碎机及延长减速器寿命与降低维护保养费用方面，都有明显的优势。本文从结构、工作原理，结合实际的性能表现数据等对对两者进行了比较分析，并通过具体的应用实例来说明磁力耦合器的优势所在。 一、永磁联轴器的结构与性能特点 1、永磁联轴器的结构
永磁联轴器主要由两部分组成：一部分是连接在电动机出轴端的特殊材料的导体；另一部分是连接在负载端（减速器输入轴）的永磁体。在运行过程中，这两个部分的相对运动产生了一个磁场，在盘状导体中产生涡流。涡流产生的磁场和磁体相互吸引，从而使转子和导体两个部件通过空气间隙传递力矩。 2、永磁联轴器的性能特点 与液力耦合器及其他传动设备相比，永磁联轴器结构紧凑，安装无须其它的附属设备。由于是通过空气间隙传递扭矩，两部件之间没有任何接触，所以无磨损部件，并能减少80%的振动；最大限度的允许偏心；无须润滑；能提供指定的启动方式；容许脉动载荷；能实现软启动、加载启动；过载保护，并且对电机、负载、耦合器没有损害。 永磁联轴器可以使用在任何离心负载的应用中，能够使用在高达6000马力的负载上。因为负载速度改变的同时，电机一直以它额定转速运行，电机发热不再是问题。而且因为这是机械装置，它不会引起谐波干扰。滤波器、变压器以及冷却系统都不需要。在磁力耦合器中，导体盘与磁体盘之间存在滑差，这种滑差会使速度大约比全速时损失1%-2%。 3、永磁联轴器的优点 限矩形磁力耦合器的主要优点有：超负荷扭矩保护；自动重启；柔性启动/停止；降低使用的总成本；允许一定的轴心偏离；减小电
永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究
第44卷第6期2018年6月北京工业大学学报JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.44No.6Jun.2018 永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究 叶乐志,刘玉朋,曹明广,李德胜 (北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京 100124) 摘 要:针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer 分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485mm ?255mm 永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82s 内涡流盘表层温度上升了158?,制动力矩下降了34.8%. 关键词:缓速器;永磁涡流;制动力矩;数值模拟 中图分类号:U 463.51 文献标志码:A 文章编号:0254-0037(2018)06-0837-06 doi :10.11936/bjutxb2017040038收稿日期:2017-04-24 基金项目:北京市科技新星计划资助项目(Z151100*********);北京市教育委员会科研计划资助项目(KM2017100005010)作者简介:叶乐志(1982 ),男,讲师,主要从事电磁/永磁涡流制动和传动方面的研究,E-mail:yelezhi@https://www.360docs.net/doc/207671805.html, Braking Characteristics and Experiment of a Permanent Magnet Eddy-current Retarder YE Lezhi,LIU Yupeng,CAO Mingguang,LI Desheng (College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)Abstract :Aiming at the over load braking problem of heavy vehicle,a permanent magnet eddy current retarder was proposed as an auxiliary braking apparatus,which is based on the principle of permanent magnet eddy current braking.The retarder can adjust the braking torque.The suction characteristics of the permanent magnetic disk and the eddy current disk were analyzed by using finite element method,and the braking torque adjusting mechanism was designed.The numerical analysis model was established.The electromagnetic field distribution was analyzed by using the finite element simulation software JMAG-Designer,and the relationship between the braking torque and the rotational speed was obtained.According to the analysis of temperature influence on the electromagnetic characteristics of the eddy current disk,the variation law of the braking torque with temperature was obtained by the numerical simulation method.A retarder prototype of Φ485mm ?255mm was tested.The simulation data was compared with the test data at different air-gaps,and the retarder braking characteristic with different eddy current disks was studied by the bench test.Test results show that the simulation data and test data agree well at low speed.The continuous braking characteristic test shows that the increased surface temperature of the eddy current disk is 158?and the brake torque decreases by 34.8%in 82s.Key words :retarder;permanent magnet eddy current;braking torque;numerical simulation 万方数据
电涡流缓速器和液力缓速器的优缺点
电涡流缓速器和液力缓速器的优缺点 电涡流缓速器和液力缓速器在作为车辆辅助制动装置，各有伯仲；必须针对不同的车型、考虑到装置的方便性、可靠性、可维护性、经济可接受性以及车辆行驶的路况环境，对车辆使用 的技术状态进行细分，找出性能和经济性之间的平衡点，才可以有一定的比较。 对于车辆使用者来说，电涡流缓速器和液力缓速器的使用效果基本上是相同的，主要是考虑到两者的经济性区别，可靠性高不高，维护性好不好。 一）电涡流缓速器和液力缓速器具有以下共同的特点： 1、在车辆主制动系统工作前，都能承担汽车的80％左右制动能量，其余20％左右的高强度制动能量由车辆主制动系统承担；减轻了车轮制动器的负荷，减少了制动碲片、摩擦块的磨损量（可使其寿命提高5倍左右）和制动系的维修时间，提高了汽车的使用经济性。 2、缓解由于制动器调整不当和磨损不均匀所造成的制动跑偏问题，和行车制动系联合使用，改善了制动性能，提高了行车的安全性。 3、缓速器制动柔顺、平稳，不会突然抱死，提高了乘坐的舒适性。 4、消除和减少由摩擦式制动器所产生的噪声和粉尘。 5、减少因制动过频或制动时间过长而产生的轮毂和轮辋温度过高和由此引发的爆胎现象。也因此使轮胎的使用寿命有了很大提高。 6、电涡流和液力缓速器都只能是车辆减速而不能使车辆停止；它们均为辅助制动系，需和行车制动系配合使用。 二）电涡流缓速器和液力缓速器的优缺点：
1、在缓速器制动力矩方面：由于液力缓速器的缓速力矩和缓速器工作腔有效直径的5次方成正比，受发动机冷却系统散热能力的限制，液力缓速器的制动力矩范围可达4000Nm左右，电涡流缓速器由于是风冷式散热制动力矩在3000Nm 左右。对于大型客车和重型货车，液力缓速器大制动扭矩优势比较明显。 2、同制动力矩的液力缓速器和电涡流缓速器比较，质量是电涡流缓速器的 1/3左右；其单位质量缓速力矩可达50 Nm/kg，电涡流缓速器为15Nm/kg。 3、电涡流和液力缓速器在非缓速的车辆行使状态转子随传动轴空转均消耗一定的发动机功率。液力缓速器当工作腔内没有充入工作液时, 不产生制动转矩, 但是由于动轮与车辆的传动系统相连, 动轮始终在旋转, 定轮和动轮带动工作腔内的空气产生循环流动, 造成一定的能量损失, 该损失称为鼓风损失, 其中液力缓速器的空转大约消耗发动机所传递功率的4%左右，电涡流缓速器空转大约为1%左右。 4、液力缓速器制动力矩在较宽的转速范围内几乎相等, 但在低速时急剧下降；当缓速器动轮转速低于400r/min ,车速在15km/h时制动转矩减速制动作用效果不明显, 不能很好的起到缓速器作用；电涡流缓速器在400r/min ,车速在15km/h时即可达到最大制动力矩的80％。液力缓速器一般与其它制动器配合使用，先通过液力缓速器使车速降低,再通过行车制动器实现车辆的停车制动。 5、液力缓速器缓速制动反应时间较长，由于缓速器缓速制动时是给油槽中施加压缩空气把工作液压入工作腔, 这就要求液压系统必须具有很大的流量和较快的动态响应能力。电涡流缓速器的制动反应时间在40ms左右，液力缓速器制动反应时间是电涡流缓速器的20倍。 6、在电力消耗方面，电涡流缓速器因为有电磁线圈，而电磁线圈相对于电控系统消耗电能要大的多，增加了蓄电池的负荷；而液力缓速器只有控制系统消耗很微少的电能，因此液力缓速器在这方面占有优势。
FDWS型风冷式电磁涡流刹车
FDWS型风冷式电磁涡流刹车 使 用 说 明 书 上海申通石油机械厂
一、概述 风冷式电磁涡刹车是在吸取国外水冷式电磁涡流刹车先进技术基础上结合我国油田特点和需要研制的石油钻机绞车的一种新颖辅助刹车。保证在钻井过程中进行下钻作业时对下放钻具产生可靠又可调的非摩擦式的强有力制动，使钻具平稳地坐落在转盘或卡瓦上，在几乎不使用主刹车(刹把)的情况下完成下钻作业。它将水冷式涡流刹车优良的性能与高效实用的通风冷却系统融为一体，扬长避短，既综合了水冷式涡流刹车的优点，又克服了水冷式涡流刹车由于采用水冷却而造成的缺点。采用强迫通风冷却，实现了钻机绞车和辅助刹车在冷却方式上的创新与突破。具有制动扭矩大，制动特性好；流筒无级调速，任意控制钻具下放速度，实现下钻时的加速、等速和减速过程；工作可靠，寿命长，维护简单；主刹车刹带片和刹车轮网的磨损大幅度减少，主刹车寿命延长，钻井维修工作量减小，钻井成本下降，经济效益十分可观；工人劳动强度减轻，环境和空气污染得到控制，社会效益显著；采取强迫通风冷却，取代了水冷，避免了国内外水冷式涡流刹车和传统水刹车在使用中由于水源、水质及低温而造成的水垢、堵塞、冻裂、结构复杂等诸多不利和不良后果等特点，最大限度地满足了钻井工艺的需要，适应在我国任何地区，任何油田，尤其在寒地区油田使用，深受钻井工人欢迎。 二、用途 风冷式电磁涡流刹车是一种无摩擦刹车，没有任何磨损件。在高速和低速时都具有很高的制动扭矩，不像水刹车那样在低速时扭矩几乎为0，而且制动扭矩的调节又十分方便，司钻只要操作司钻开关便可调节自如，劳动强度减轻，要取消制动，只要将司钻开关关闭即可。在一般情况下，只要操作司钻开关而不必使用刹把(主刹车)就能可靠地控制钻具下放速度。将钻具平稳地座落在转盘或卡瓦上。由于是风冷，不再发生像水冷时时而发生的设备冻裂冻坏、结垢、堵塞，刹车轮网表面裂纹等现象，能有效地减轻主刹车负担，延长主刹车寿命。此外，使用这种刹车，也不需要单向离合器，因而是目前石油钻机最为理想的一种辅助刹车。 三、结构与工作原理 风冷式电磁涡流刹车由刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关等三部分组成。它的空气换热系统与刹车主体组成一个整体。
城轨车辆电制动系统
动力制动的基本原理 所谓动力制动，就是在列车制动时，将所有牵引电机的电动机工况转变为发电机工况，将列车动能转化为电能再通过两种方式——反馈给供电触网或消耗在电阻器上的方式将电能消耗掉。通过转换电路和受电弓将电能反馈给供电触网，提供本车辅助电源或同一电网中相邻运行的列车使用的方式，就是再生制动，又称为反馈制动。如果触网电压太高，不能接受反馈电能，电能只能通过列车上的电阻器发热消耗，转变成热能散发到大气中去，这种方式就是电阻制动，又称为能耗制动。 电制动 从能量的观点来看，制动的本质就是将列车的动能转移成别的形式的能量。制动系统转移动能的能力成为制动功率。一般的在一定的安全制动距离下，列车的制动功率是其速度的三次函数。现代化轨道交通车辆的速度都很高，列车质量也很大，其制动功率如果仅仅以一种机械的方式实现转移是很难达到的。 目前，采用最多的机械摩擦制动方式是闸瓦制动。但其受到制动功率的限制外，闸瓦与车轮踏面磨耗后产生的粉尘和热量对环境也会造成严重污染，特别是在通风条件不好的隧道内，这些粉尘和热量将会对乘客和设备产生严重影响。此外，频繁使用摩擦制动，将使闸瓦更换频繁，车轮踏面的修正镟削量增加，不仅维修成本高，车辆修理时间也很长，车辆的使用频率就会降低。
为了减少机械摩擦，应尽量采用无污染的制动方式，目前最好的方法就是使用电制动。而电制动按照其制动原理的不同又可以分为动力制动和电磁涡流制动。 （一）动力制动 由于现代城市轨道交通车辆一般采用了电力牵引的电动车组，采用直流或交流电动机作为牵引动力，因此以动力制动作为主要制动方式已经成为城市轨道交通车辆的发展趋势。电动车组中既有动车又有拖车，除了拖车没有电动机只能使用摩擦制动外，所有动车都可以进行动力制动，并且还可以承担部分拖车的制动力。 （二） 电磁涡流制动 为了充分发挥轨道电磁制动的优点，规避其不足，又设计出了电磁涡流制动。 电磁涡流制动就是利用电磁涡流在磁场下产生洛伦磁力，利用洛伦磁力的作用方向与物体运动的方向相反的物理原理来设计的一种电池制动方式，这种制动方式具有无摩擦，无噪声，体积小制动力大的优点。目前，轨道交通车辆利用电磁涡流制动的方式主要有盘形涡流制动和轨道直线涡流制动 1，盘形涡流制动 盘形涡流制动利用安装在车轴上的圆盘切割磁力线产生涡流
电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用陈娟
电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用陈娟 发表时间：2018-01-24T20:21:03.637Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：陈娟 [导读] 摘要：随着当前社会经济的发展，汽车工业得到了快速的发展，电涡流制动在汽车上有着十分广泛的应用，本文就电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用进行阐述和分析。 山东理工大学山东淄博 255049；齐河县职业中等专业学校山东德州 251114 摘要：随着当前社会经济的发展，汽车工业得到了快速的发展，电涡流制动在汽车上有着十分广泛的应用，本文就电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用进行阐述和分析。 关键词：电涡流制动；工作原理；汽车上应用 1.前言 电涡流制动在汽车上的应用大大提升了汽车的运行效率，满足汽车行业发展的需要。 2.构成及工作原理 电涡流缓速器一般由定子、转子及固定支架等组成，如图1所示。该装置安装在车辆驱动桥与变速器之间，通过电磁感应原理实现无接触制动。转子随传动轴一起旋转时，定子线圈内通电产生磁场，缓速器工作，转子切割定子电磁场，在转子盘内部产生旋涡状的感应电流(电涡流)，并在转子上产生一个与转子转动方向相反的力矩。同时电涡流在具有一定电阻的转子盘内流动，产生热效应，使转子发热。转子盘上设有叶片，其产生的风力可将热量迅速吹散。通过以上过程，车辆行驶的动能即通过感应电流转化为热能。 2.1电涡流缓速器的性能特点 提高车辆行驶的安全性 采用电涡流缓速器进行制动，可使车轮制动器温升大为降低，确保车轮制动器处于良好工作状态，进而缓解车辆跑偏、制动失灵和爆胎等安全隐患。电涡流缓速器是一个相对独立、反应灵敏的辅助制动系统，其转子与传动轴紧固在一起，能按驾驶员的意愿提供制动力矩，因而它的性能优于发动机排气制动。电涡流缓速器采用电流直接驱动，无中间环节，其操纵响应时间仅40ms,比液力缓速器响应时间快加倍。电涡流缓速器是一种完全独立于车轮制动器的车辆缓速装置，如果制动系统突然失效，仍可用电涡流缓速器来使车辆保留一定的减速制动功能。电涡流缓速器能分担原制动系统30%-90%的工作量，大大减轻了行车制动器负荷，使其温升降低，有效避免“热衰退”现象，有利于提高车辆在山区行驶的安全性。电涡流缓速器采用的是驱动车轮共控式，承担着整车的主要制动功能，这样就能改善传统制动系统左右车轮制动不一致的问题，避免制动跑偏现象发生。同时还能使车辆获得较好的转向操纵性，特别是有利于提高潮湿、冰雪路段驾驶的安全性。安装申‘涡流缓速器后，制动时轮胎温度明显下降，降低了爆胎的可能性。 2.2提高车辆环保性能 电涡流缓速器实行非接触式制动，工作时没有摩擦材料接触，本身不会发出制动噪声;由于它可以使传统制动器工作负荷大大减轻，故汽车制动时发出的“尖叫”声也不再产生。电涡流缓速器工作不产生粉尘，同时也减少了传统制动系统在制动时摩擦材料产生的粉尘。 2.3提高操作与行驶舒适性 安装电涡流缓速器后，驾驶员可方便地通过手控开关来实施多挡缓速，还可按下恒速功能开关来使缓速器自动工作，减轻了驾驶员在下坡路段的精神压力。由于电涡流缓速器工作平稳，能提供平滑、渐进、安静的缓速效果，并能在任何车速下得到所需的减速力，因而使车辆驾驶更加容易、更加舒适。 2.4提高车辆经济性 由于电涡流缓速器的定子和转子之间没有接触，不存在磨损，因而故障率极低。平时除了做好例行检查、保持清洁以外，其他维护工作量很少，所以维护费用极低。电涡流缓速器能够承担车辆部分制动力矩，因而能够延长车轮制动器的使用寿命，降低用于车辆制动系统的维修费用，提高经济效益。据统计，安装电涡流缓速器的车辆，其车轮制动器寿命比不安装电涡流缓速器的车辆延长4一7倍，轮胎寿命延长20%。安装电涡流缓速器能减少车轮制动系统的保养费用。安装电涡流缓速器可使车辆的制动摩擦片寿命延长4倍左右，使轮胎寿命延长20%以上。 3.电涡流制动在汽车上的应用 工信部出台的《关于进一步提高大中型客货车安全技术性能加强车辆(公告)管理和注册登记管理工作的通知》中规定:危险货物运输车、总质量大于12t的货车应装备缓速器或其他辅助制动装置。出台的新国标GB7258《机动车运行安全技术条件》规定:车长大于9m的客车(对专用校车为车长大于8m)、总质量大于等于12000kg的货车和专项作业车、所有危险货物运输车，应装备缓速器或其他辅助制动装置。汽车辅助制动装置主要有以下几种:排气制动、发动机缓速制动、电涡流缓速器和液力缓速器等。排气制动和发动机缓速制动力矩太小，液力缓速器由于成本高并且控制复杂，并未大规模应用在汽车上，目前为应用最广泛的是电涡流缓速器。按机械装置和安装位置的不同，电涡流缓速器可以分为三类:安装于变速箱输出端或驱动桥输入端。该类缓速器为两转子-定子结构，此类缓速器适合于安装在发动机后置的客车和短轴距牵引车上。安装在传动轴中问。该类缓速器也是两转子、定子的结构，此类缓速器适合安装在传动轴较长的车型。(3)转筒式电涡流缓速器。该类缓速器结构如同一个“巨”字形状，转子形状为圆筒状，定子线圈沿定子架的径向均匀分布。 永磁缓速器是一种新型的节能环保辅助制动装置，制动时不消耗电能，提高了汽车的经济性。永磁缓速器的结构按转子形状分为盘式和转筒式两种类型，但是盘式永磁缓速器存在体积大且难以控制等缺点，所以目前永磁缓速器基本都是转筒式结构。由于永磁缓速器中永磁体的磁场一直都存在，所以永磁缓速器一般都会有磁场屏蔽装置。开启或解除制动，是通过气缸等元件来推动磁场屏蔽装置使磁场处于开启和屏蔽状态即可。虽然永磁缓速器不消耗电能，但是永磁缓速器制动力矩小、控制复杂且存在漏磁现象，所以永磁缓速器也需要进一步的改进。 4.存在的问题和展望 4.1问题分析 4.1.1制动装置温升问题 根据能量守恒定律,永磁涡流制动过程将运动物体的动能转化为热能散发掉了,这会引起制动装置温升。再加上外界温度的灼热效应,使
永磁涡流联轴器原理及应用
永磁涡流联轴器原理及应用 永磁涡流联轴器原理及应用。永磁联轴器它无需直接的机械联接，而是利用稀土永磁体之间的相互作用，利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性，进行机械能量的传送。磁力联轴器的出现,彻底解决了某些机械装置中动密封存在的泄漏问题。这种产品广泛应用于化工、电镀、造纸、制药、食品、真空等行业的密封传动机械上。 磁性联轴器原理 磁力传动联轴器主要有2种结构:平面磁力传动联轴器和同轴磁力传动联轴器。磁体以轴向充磁,耦合磁极成轴向配置的叫平面磁力传动联轴器。磁体以径向充磁,耦合磁极成径向配置的叫同轴磁力传动联轴器,如图1所示。 现以同轴磁力传动联轴器为例,来说明其工作原理。磁力传动联轴器由外磁体、内磁体和隔离罩组成。内、外磁体均由沿径向磁化且充磁方向相反的永磁体组成,永磁体以不同极
性沿圆周方向交替排列,并固定在低碳钢钢圈上,形成磁断路连体。隔离罩采用非铁素体(因而是非磁性)的高电阻材料制造,一般用奥氏体不锈钢。在静止状态时,外磁体的N极(S极)与内磁体的S极(N极)相互吸引并成直线,此时转矩为零,如图3所示。当外磁体在动力机的带动下旋转时,刚开始内磁体由于摩擦力及被传动件阻力的作用,仍处于静止状态,这时外磁体相对内磁体开始偏移一定的角度,由于这个角度的存在,外磁体的N极(S极)对内磁体的S极(N极)有一个拉动作用,同时外磁体的N极(S极)对内磁体的前一个N极(S极)有一个推动作用,使内磁体有一个跟着旋转的趋势,这就是磁力联轴器的推拉磁路工作原理。当外磁体的N极(S极)刚好位于内磁体的2个极(S极和N极)之间时,产生的推拉力达到最大,如图4所示,从而带动内磁体旋转。在传动过程中,隔离罩将外磁体和内磁体隔开,磁力线是穿过隔离罩将外磁体的动力和运动传给内磁体的,从而实现了无接触的密封传动。 应用领域 磁力传动联轴器的成功应用之一是其与泵的结合——磁力泵。以前，它作为贵重的特殊产品迫不得已时才选用，现在它的应用领域很宽。石油化工、医药、电影、电镀、核动力等行业中的液体大都具有腐蚀性、易燃、易爆、有毒、贵重，泄漏带来工作液体的浪费与环境污染；真空、半导体工业要防止外界气体的侵入；饮食、生物、医药要保证介质的纯净卫生。磁力传动联轴器在这些领域找到了用武之地，可以说磁力泵是磁性材料的一大市场。 将磁力传动联轴器特别是永磁联轴器应用于阀门上，阀杆不穿过阀盖，省略了填料函，得名为全封闭无填料永磁传动阀。该阀门由于无填料函，可长期安全可靠地运行；阀杆与填料间无摩擦力矩，转动省力；负压操作无外界气体进入。截止阀、闸板阀、球阀、碟阀等一切工业阀门均可以改造成全封闭阀门。反应釜是化工厂广泛使用的一种混合反应设备，液体
电涡流制动器使用注意事项
电涡流制动器使用注意事项 一、概述： 电涡流制动器是一种性能优越的自动控制元件，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。其输出转矩与激磁电流呈良好的线性关系。并具有响应速度快、结构简单等优点。 电涡流制动器广泛应用于测功机的加载。即测量电机、内燃机、减变速机动力及传动机械的转矩、转速、功率、效率、电流、电压、功率因数时，用电涡流制动器作为模拟加载器。并可与计算机接口实现自动控制。 二、主要特点： 1、转矩与激磁电流线性关系良好，适合于自动控制； 2、结构简单，运行稳定、价格低廉、使用维护方便； 3、采用水冷却，噪音低、振动小； 4、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机及动力机械的型式试验； 5、控制器采用直流电源，控制功率小。 五、使用环境 1、最高环境温度不超过40℃； 2、海拔高度不超过2000m； 3、当环境温度为20℃时，相对湿度不大于85%。 六、冷却水 1、水质。冷却水为自来水，一般工业用水、地下水、河水。水中不含有直径1mm 以上的固体颗粒或其它杂物，其pH值为6-8，硬度为200ppm以下为宜，最大值为300ppm。 2、水压。进水压力一般为不小于0.1Mpa，不大于0.3Mpa。用户在使用本产品时应安装水压表和进水阀门，以方便监控和调节水量。 3、水量。冷却水量见参数表，进水量的大小按测试功率的不同进行调节。 4、水温。进水温度最高不超过30℃，出水温度约为50℃-60℃为宜，使用时可根据出水温度的高低调节水量。 七、注意事项： 1、按额定转矩、转速、功率选用涡流制动器。严禁超转矩、超功率、超转速使 用。 2、运行前须对电涡流制动器进行检查。核定铭牌数据是否为要求的规格；检查 紧固件是否松动，各接线板接线是否正确，接触是否良好，如有缺陷或不良应予排除或更换；用500伏的兆欧表检查励磁绕组。