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CN104508971A - 具有多功能的电磁式制动器 - Google Patents

具有多功能的电磁式制动器 Download PDF

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CN104508971A
CN104508971A CN201480001318.XA CN201480001318A CN104508971A CN 104508971 A CN104508971 A CN 104508971A CN 201480001318 A CN201480001318 A CN 201480001318A CN 104508971 A CN104508971 A CN 104508971A
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battery
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加藤幸祐
三好章洋
大场光义
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TBK Co Ltd
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TBK Co Ltd
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Abstract

一种电磁式制动器具有：电磁式制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈形成三相连接；用于高转速区域的驱动装置，包括晶体管，这些晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出；及用于低转速区域的驱动装置，包括电池、用来防止反向电流的二极管、及晶体管，这些晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出。每相的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路。用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到多相连接的每一个上。用于低转速区域的晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到多相连接的每一个上。电磁式制动器的特征在于：在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。

Description

具有多功能的电磁式制动器
技术领域
本发明涉及一种具有多功能的电磁式制动器，并且更具体地说，涉及一种电磁式制动器，其中，在高转速区域处，由从制动能量得到的电力可激励磁性线圈。
背景技术
在传统电磁式制动器中，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，从而可消除用来激励磁性线圈的电源。
图6至图8表示传统电磁式制动器。在图6中，附图标记1指示汽车的轮胎，2指示发动机起动器，3指示电磁式制动器的主要部分，4指示操作信号，5指示用来处理操作信号4的控制装置，6指示从控制装置5发出的驱动脉冲，及7指示驱动装置，该驱动装置包括晶体管T1至T3，这些晶体管T1至T3分别由驱动脉冲6断开和闭合。
如图7和图8所示，主要部分3包括：定子8；定子轭9，围绕定子8；磁性线圈L，具有磁性线圈L1至L12，这些磁性线圈L1至L12沿圆布置，并且在定子轭9上彼此间隔开；钢转子(鼓)10，围绕定子轭9，并且根据轮胎1的转动而转动，磁性线圈L1至L12的每一个在其中具有铁心；及翅片11，提供在钢转子10的外周缘表面上。磁性线圈L1至L12形成A相、B相及C相的三相连接。
磁性线圈L1、L2、L3、L7、L8及L9的每一个在极性上与磁性线圈L4、L5、L6、L10、L11及L12的每一个相反。驱动装置7的晶体管T1串联连接到A相连接上，该A相连接包括线圈L1、L4、L7及L10。晶体管T2串联连接到B相连接上，该B相连接包括线圈L2、L5、L8及L11。晶体管T3串联连接到C相连接上，该C相连接包括线圈L3、L6、L9及L12。
根据传统制动器，当将操作信号4施加到控制装置5上时，产生驱动脉冲6，从而接通驱动装置7的晶体管T1至T3，并且形成谐振电路，该谐振电路包括磁性线圈L1至L12和电容器C1至C12。
当钢转子10的转数变得比旋转磁场的转数快时，在磁性线圈中由钢转子10的残余磁场诱导的电压通过谐振电路的作用成为特定频率的三相交流电压，该旋转磁场的转数由磁性线圈和电容器的谐振频率计算，该谐振电路包括磁性线圈和电容器。在这种状态下，在钢转子10中，根据由三相交流电压产生的旋转磁场的转数Ns与钢转子10的转数Nd之差，产生涡流。通过在钢转子10中产生的涡流，磁性线圈的电压增大，从而在钢转子10中产生的涡流进一步增大。涡流作用的增大在这样的点处停止：即使磁性线圈的电压增大，磁场也不再增大。在钢转子10中的涡流产生焦耳热，从而较大制动动力施加到钢转子10上。制动动力转化成热量，并且热量从翅片11辐射到大气中，这些翅片11提供在钢转子10的外周缘表面上。
发明内容
本发明要解决的问题
在传统电磁式制动器中，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，从而可消除用来激励磁性线圈的电源。
然而，在低转速区域处，从制动能量得到的电力不足，从而制动扭矩变得很小。
本发明的目的是消除以上缺陷。
用来解决问题的方式
根据本发明的具有多功能的电磁式制动器包括：电磁式制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，磁性线圈的每一个在其中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到三相连接的每一个上；及用于低转速区域的驱动装置，包括电池、用来防止反向电流的二极管、及三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的三个晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到三相连接的每一个上；并且其特征在于，在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
在本发明的电磁式制动器中，三相连接由三相星形连接形成。
在本发明的电磁式制动器中，三相连接由三相三角形连接形成。
本发明的具有多功能的电磁式制动器包括：电磁式制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，磁性线圈的每一个在其中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到在三相连接中的两相连接的每一个上；及用于低转速区域的驱动装置，包括电池、用来防止反向电流的二极管、及三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的三个晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到三相连接的每一个上；并且其特征在于，在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
本发明的具有多功能的电磁式制动器包括：电磁式制动器的主要部分，包括定子轭、多个磁性线圈、及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成两相连接，磁性线圈的每一个在其中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，包括晶体管，该晶体管由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且用于高转速区域的晶体管串联连接到两相连接之一上；及用于低转速区域的驱动装置，包括电池、用来防止反向电流的二极管、及两个晶体管，这两个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的两个晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到两相连接的每一个上；并且其特征在于，在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
在本发明的电磁式制动器中，两相连接由两相V形连接形成。
参照附图，将解释根据本发明的具有多功能的电磁式制动器的实施例。
根据本发明的制动器的部分，已经给予对应附图标记，并且不必进一步再描述，这些部分与在图6至图8中表示的传统制动器的对应部分相似。
本发明的实施例的电磁式制动器如图1所示包括：控制装置5，具有用来探测轮胎1的转数的探测器；交流发电机12；电池13；二极管D1，用来防止反向电流；驱动装置7，具有晶体管T1至T3；及用于低转速区域的驱动装置14，具有晶体管T4至T6。在驱动装置14中的晶体管T4通过电池13和二极管D1串联连接到A相连接上，该A相连接包括磁性线圈L1、L4、L7及L10，在驱动装置14中的晶体管T5通过电池13和二极管D1串联连接到B相连接上，该B相连接包括磁性线圈L2、L5、L8及L11，及在驱动装置14中的晶体管T6通过电池13和二极管D1串联连接到C相连接上，该C相连接包括磁性线圈L3、L6、L9及L12。在高转速区域处，晶体管T1至T3分别由驱动脉冲6断开和闭合，该驱动脉冲6从控制装置5发出，并且磁性线圈由从制动能量得到的电力激励。在低转速区域处，晶体管T4至T6分别由驱动脉冲15断开和闭合，该驱动脉冲15从控制装置5发出，并且磁性线圈由从电池得到的电力激励。
如上所述，在高转速区域处，在根据本发明的电磁式制动器中，可得到高电压的电力，从而不必增加交流发电机12和电池13的能力。
在低转速区域处，在驱动装置14中的晶体管T4至T6由驱动脉冲15断开和闭合，该驱动脉冲15从控制装置5发出，并且电力从电池13通过用来防止反向电流的二极管D1施加到磁性线圈上，从而可得到足够的控制扭矩。
本发明的另一个实施例的电磁式制动器如图2所示包括：驱动装置7；交流发电机12；电池13；二极管D1，用来防止反向电流；及驱动装置14，具有晶体管T4至T6。驱动装置7可通过从在图6中表示的传统电磁式制动器的驱动装置7中消除晶体管T3而形成。在驱动装置14中的晶体管T4通过电池13和二极管D1串联连接到A相连接上，该A相连接包括磁性线圈L1、L4、L7及L10，在驱动装置14中的晶体管T5通过电池13和二极管D1串联连接到B相连接上，该B相连接包括磁性线圈L2、L5、L8及L11，及在驱动装置14中的晶体管T6通过电池13和二极管D1串联连接到C相连接上，该C相连接包括磁性线圈L3、L6、L9及L12。在高转速区域处，在驱动装置7中的晶体管T1至T2分别由驱动脉冲6断开和闭合，该驱动脉冲6从控制装置5发出，从而产生足够的电力。在低转速区域处，晶体管T4至T6分别由驱动脉冲15断开和闭合，该驱动脉冲15从控制装置5发出，并且磁性线圈由从电池13得到的电力激励，从而产生足够的制动扭矩。
在本发明的其它实施例的电磁式制动器中，如图3所示，A相连接由磁性线圈L1、L3、L5、L7、L9及L11形成，并且B相连接由磁性线圈L2、L4、L6、L8、L10及L12形成。驱动装置7由晶体管T1形成，该晶体管T1串联连接到A相上，并且在高转速区域处由驱动脉冲6断开和闭合，该驱动脉冲6从控制装置5发出。驱动装置14晶体管T4和T5形成。晶体管T4通过电池13和二极管D1串联连接到A相上，并且晶体管T5通过电池13和二极管D1串联连接到B相上。
A相连接和B相连接形成两相V形连接。
图4是曲线图，描绘根据本发明的电磁式制动器的制动扭矩和转子转数的关系。图5是曲线图，描绘根据本发明的电磁式制动器的消耗电功率和转子转数的关系。
本发明的效果
根据本发明的电磁式制动器，可得到如下效果。
(1)在根据本发明的电磁式制动器中，在低转速区域处可产生足够的制动扭矩，从而可解决在传统电磁式制动器中制动扭矩在低转速区域处很小的问题。
(2)根据本发明的电磁式制动器可通过仅仅将二极管和晶体管添加到传统电磁式制动器上而形成，其中，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，所以重量不增加，及在低和高转速区域处，可得到高控制扭矩。
(3)为了增加电磁式制动器的制动扭矩，不必增加电池或交流发电机的功率。
(4)可得到电磁式制动器，该电磁式制动器用低消耗电力产生高制动扭矩。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电磁式制动器的示意描绘。
图2是根据本发明另一个实施例的电磁式制动器的示意描绘。
图3是根据本发明其它实施例的电磁式制动器的示意描绘。
图4是曲线图，描绘根据本发明的电磁式制动器的制动扭矩和转子转数的关系。
图5是曲线图，描绘根据本发明的电磁式制动器的消耗电功率和转子转数的关系。
图6是传统电磁式制动器的示意描绘。
图7是在图6中表示的传统电磁式制动器的主要部分的竖直截面前视图。
图8是在图6中表示的传统电磁式制动器的主要部分的竖直截面侧视图。
附图标记说明
1 轮胎
2 发动机
3 制动器的主要部分
4 操作信号
5 控制装置
6 驱动脉冲
7 驱动装置
8 定子
9 定子轭
10 钢转子
11 翅片
12 交流发电机
13 电池
14 驱动装置
15 驱动脉冲

Claims (6)

1.一种具有多功能的电磁式制动器，包括：电磁式制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，每个磁性线圈中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，其具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，其包括三个晶体管，这三个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且每个用于高转速区域的晶体管串联连接到每个三相连接上；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括电池、用来防止反向电流的二极管以及三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个用于低转速区域的三个晶体管通过电池和二极管串联连接到每个三相连接上；其特征在于：在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
2.根据权利要求1所述的电磁式制动器，其中，三相连接由三相星形连接形成。
3.根据权利要求1所述的电磁式制动器，其中，三相连接由三相三角形连接形成。
4.一种具有多功能的电磁式制动器，包括：电磁式制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成三相连接，每个磁性线圈在其中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，其具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，其包括两个晶体管，这两个晶体管分别由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且用于高转速区域的晶体管的每一个串联连接到在三相连接中的两相连接的每一个上；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括电池、用来防止反向电流的二极管以及三个晶体管，这三个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的三个晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到三相连接的每一个上；其特征在于：在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
5.一种具有多功能的电磁式制动器，包括：电磁式制动器的主要部分，其包括定子轭、多个磁性线圈以及钢转子，这些磁性线圈沿定子轭的周缘方向布置，彼此间隔开，从而形成两相连接，磁性线圈的每一个在其中具有铁心，该钢转子围绕定子轭，并且根据轮胎的转动而转动；控制装置，其具有用来探测钢转子的转数的探测器；用于高转速区域的驱动装置，其包括晶体管，该晶体管由用于高转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，每个相连接的磁性线圈与电容器相连接，从而分别形成谐振电路，并且用于高转速区域的晶体管串联连接到两相连接之一上；以及用于低转速区域的驱动装置，其包括电池、用来防止反向电流的二极管以及两个晶体管，这两个晶体管分别由用于低转速区域的驱动脉冲断开和闭合，该驱动脉冲从控制装置发出，其中，用于低转速区域的两个晶体管的每一个通过电池和二极管串联连接到两相连接的每一个上；其特征在于：在高转速区域处，磁性线圈由从制动能量得到的电力激励，并且在低转速区域处，磁性线圈由从电池得到的电力激励。
6.根据权利要求5所述的电磁式制动器，其中，两相连接由两相V形连接形成。
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