电涡流缓速器的结构参数对磁场影响的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第1期(总第146期)机械工程与自动化NO．12008年2月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2008)01—0001—03电涡流缓速器的结构参数对磁场影响的研究田杰，张宁，赵韩，王勇(合肥工业大学机械-9汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：对某一车用电涡流缓速器进行了设计，确定了相应的结构尺寸；并以此结构尺寸为基础，分析研究了电涡流缓速器结构参数变化对磁场的影响程度，为其结构设计提供重要依据

2、。关键词：电涡流缓速器；结构参数；有限元分析；磁场中图分类号：U463．5：TB115文献标识码：A0引言电流回路切割定子产生的磁力线而产生电磁力，其方传统的制动装置多是机械式摩擦制动器，在城市向可通过弗莱明(Flemin)左手法则来判断，与转子旋复杂路段行驶的汽车以及在山区行驶的载重货车都面转的方向相反，电磁力的合力沿转子盘周向形成一个临着不同强度的频繁制动，使车辆舒适性大大降低，并与转子旋转方向相反的制动力矩，同时涡流在具有一且影响到行车的安全性，使传统制动器寿命缩短并更定电阻的转子盘内部流动时，会产生热效应

3、而导致转换频繁。而安装在客车和各种中型、重型载重车辆的子盘发热，这样车辆行驶的动能就通过感应电流转化辅助制动装置——电涡流缓速器作为制动装置的补充为热能，并通过转子盘将热量散发掉，从而实现汽车装置，在提高传统制动装置寿命和提高车辆舒适性方的减速和缓速[1]。面体现了很好的优势，其市场前景广阔。本文对车用电涡流缓速器进行了设计，确定了相应的结构尺寸，并利用ANSYS软件对电涡流缓速器的磁场进行了分析，研究了各结构参数对磁场的影响。1电涡流缓速器的结构及工作原理1．1电涡流缓速器的结构电涡流缓速器的结构示意图见图1，

4、主要由转子盘、定子、固定架等装置组成。励磁线圈缠绕在8个铁芯上构成定子呈圆周分布，圆周上相对的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图1电涡流缓速器结构示薏图N、S相间布置，形成相互独立的4组磁极。转子由转2结构设计子盘和转子轴构成，因为转子盘是产生电涡流的装置，本文以江淮客车厂生产的HK6892K1中型客车工作时在此产生热量，为了及时把热量散发掉，通常为例，设计适合其的电涡流缓速器。此类型车最大车在转子盘上铸有散热叶片和通风气道。定子通过固定速120km／h，满载车重10t，设计电涡流缓速器的结

5、构架安装在车架上，转子则通过万向节与传动轴联接，并随传动轴自由转动。参数时，首先确定其工作时的最大制动功率P小于等于汽车在最大车速口一时的最大功率P⋯而汽车在1．2电涡流缓速器的工作原理工作时向励磁线圈通直流电流，在定子、气隙、转最大车速时的功率P(kw)由汽车的最大附着力子盘之间构成回路，当转子盘运动时会引起磁通量变F(N)和最大车速口(km／h)确定]：化，从而在转子盘上产生电涡流，旋转的转子盘上的P≤P一F／3600。⋯⋯⋯⋯⋯··⋯(1)收稿日期：2007—06—18；修回日期：2007—09—13作者简

6、介：田杰(1968一)，男，安徽合肥人．副教授，博士．硕士生导师。维普资讯http://www.cqvip.com·2·机械工程与自动化2008年第1期电涡流缓速器所产生的制动功率P(w)为：应强度不达到磁饱和。故本文以转子盘的磁感应强度P一垒垒!：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯f9)为标准来分析磁场的变化。通过改变其结构参数，运‘7c』D。⋯用ANSYS进行分析，并对结果进行处理，可得到以下n2其中：Sp为磁轭的面积，rrl。，Sp一半，D为铁芯的关系曲线·引：直径；△^为等效透入深度，rrl；B为转子材料工作点的磁感

7、应强度，通常选1．1T～1．7T；为磁场变化角速霾纛霾蘑黧慧蘩li度，rad／s；』D为转子盘材料电阻率，Q·m。4一励磁绕组的磁动势，(A)为：一NI。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)＼

8、＼一一’———4～、～3。＼—-／——～式中：Ⅳ——励磁绕组的匝数；33433———～励磁电流．A。———～33334励磁绕组的轴向截面积A(mm)为：h——西～33334A一bcH1一÷。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)Kcj一—、～式中：b——励磁绕组的径向宽度，mm；33334H——励磁巍组的轴向长度，即铁芯的高度，mm；y

9、3333一4——电流密度，一般取3A／mm～8A／mm；Ix＼k——填充系数，圆导线一般取0．25～O．65。图2划分网格后的有限元模型由前、后转子盘的许用热量要大于汽车最大释放的热2．5量，可推出转子盘厚度h(mm)为：一-G⋯●_一一／^瓦。⋯⋯⋯⋯”2．o，一／式中：G——汽车重力，N；，。r1．5Cd——转子盘的比热容，J／(kg·K)；，——转子盘的许用温升，K