电磁制动器电磁体优化设计及其制动控制电路

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1、摘要电磁制动器是一种鼓式摩擦型制动器，主要应用于拖车上尤其是房车制动上，利用电磁阻力的原理将汽车动能转化为热量消耗实现制动，目前国内研究仍处于起步阶段。本文从研究电磁制动器的工作机理出发，分析了电磁体制动时的工作姿态及其表面磨损的情况，为了实现电磁体摩擦表面均匀磨损和抗旋转趋势，提出了非轴对称的电磁吸力要求。通过内侧磁路开槽的方法，理论计算了开槽面积并设计了非对称磁路。由于磁路形状复杂，文中利用三维电磁场分析软件Maxwell--3D进行了仿真分析，以仿真结果对理论分析及设计作了合理修正，从而得到了最佳的非轴对称结构。以此制作非对称结

2、构的样品做整车试验，结果表明电磁体工作姿态平稳，未发现因卡死而出现摩擦力的大幅度波动；另外通过把对称结构和自制非对称结构的电磁体做耐久性磨损试验对比，从大量的试验数据中发现非对称结构电磁体摩擦表面的均匀磨损性明显优于对称结构的电磁体，从而提高了制动器的寿命和可靠性，同时对研制不同系列电磁制动器的电磁体具有指导意义。在对电磁体优化设计的基础上以及制动器的整车试验中发现，电磁体一旦工作将使得制动器的蹄片紧紧抱住车轮，直至车轮抱死而拖车在道路上滑行，这大大地增强了行车的非安全性，因此需要对电磁制动器进行有效地制动控制，文中提出了PwM控制技

3、术驱动电磁体，通过改变PWM信号的占空比来改变制动力的输出实现有效制动。以汽车的制动踏板为整个控制系统的开关信号、主车的减速度为输入信号，完成了基于LM556的整车制动控制电路设计．最后通过Multism8的电路仿真，设计的PWM电路能够有效地实现不同占空比PWM信号的输出，满足拖车制动控制系统的要求。关键词：电磁制动器，电磁体，非轴对称，均匀磨损，PWM控制，双定时器‘项目基金：浙江省重大科技攻关项目(项目编号：2003C11018)IABSTRACT1rI幢electromagneticbrakeisadrumbl'l

4、l【CSb

5、yfriction,whichm-emainlyused011thetrailerbrakeespeciallysalooncars，andachievesvehiclebrakingbytranslatingthekineticenergyintotheheatenergyoftheprincipleofelectromagneticresistance．Atpresent,theresearchoftheeleetromagneticisstillinitsinfancystage．Basedonthebrakemechanism

6、,theworkpostureandwearperforman∞oftheelectromagnet雠analyzed,andtheunsymmetricalelectromagneticforceisproposedtorealizetheevcnwear"oftheelectromagnetsurfaceanddecreasetherevolvingtendency．1kunsymmetricalmagneticcircuitisdesignedbymcalLsofslotting．Asthecomplexshapeofthema

7、gneticcircuit,byusingtheelectromagneticanalysissoftwareMaxwell．3Dforthesimulationanalysis，thesimulationresultsamendthetheoreticalanalysistoachievethebestunsymmetricalstlxlctures．Producedbythissampleforthevehicletest,theresultsshowthattheworkingpostureiSsteady,andcarddid

8、notdieandtheredidnotfmdlargefluctuationsinfi'iction．Bywearingcomparisonofthesymmetricaland吼svmmenicalelectromagnet。thetestingresultindicatesthattheunsymmetricalelectromagnetobviouslysurpassesthesymmetricalstructure，whichcouldenhancethelifeandthesecurityofthebrake．andmea

9、nwhileitiSinstmetivefordevelopingtheelectromagnetofdifferentseriesofelectromagneticbrake．Onthebasisofoptimalde