客车电磁涡流刹车制动扭矩分析
装用永磁式涡流缓速器车辆制动性能研究
1前言随着汽车技术的发展和道路条件的改善，车辆载质量和行驶速度的增加使得制动负荷过大的问题日渐突出，若这些制动全部由主制动器来承担，将导致制动效能下降甚至失效，给车辆运行带来极大的安全隐患［1］，因此在车辆上安装缓速器已成为交通安全的迫切需要。
缓速器是一种完全独立于其他车辆制动系统的行车辅助制动装置，其作用是在不使用或少使用主制动器的情况下保持车辆能稳速持续下坡、代替主制动器进行频繁的小功率制动或实现车辆在预定目标处停车［2］。
目前国内外车辆上装用的缓速器主要是液力缓速器、电涡流缓速器和永磁式涡流缓速器，尽管工作原理各异，但作为一种辅助制动装置，其效果是明显的。
与其他缓速器相比，永磁式涡流缓速器作为一种新型的辅助制动装置，具有体积小、质量轻、结构紧凑，几乎不耗电（仅电磁阀耗电）、制动稳定以及持久等优点［3～4］，近年来在国内外的部分客车上已得到了应用。
但目前国内尚未见到永磁式涡流缓速器在车辆上制动性能的公开报道，本文采用道路试验和理论分析相结合的方法，从平路减速距离和坡道稳定持续下坡车速与坡度关系两个方面分别考察使用永磁式涡流缓速器制动的制动能力。
觹基金项目：江苏省农机基金资助项目（GXZ05004）和江苏省科技攻关计划资助项目（BE2005312）。
55.4钟银辉,贺建民,黄金.磁流变减振器阻尼力分析．重庆工学院学报(自然科学版),2008,22（1）：45～48．5Jolly M R,Bender J W,CARLSON J D．Properties and Apolica-tions of Commercial Magnetorheological Fluid.SPIE,1998, 3327：262～275．6贾永枢，周孔亢．车辆单筒充气磁流变减振器数学模型及试验仿真．机械工程学报,2008,44（12）：272～278.7Lord Corporation．Material Division Technical Drawing.NorthCarolina：Lord Corporation，2006．8关新春,欧进萍.磁流变耗能器的阻尼力模型及其参数确定.振动与冲击,2001,20（1）：5～8.9贾长治,王兴贵,龚烈航.基于虚拟样机的装备故障灵敏度分析及参数阈值获取.系统仿真学报,2005,17（10）：2395~ 2395~2398.（责任编辑学林）修改稿收到日期为2009年3月19日。
(整理)电 磁 涡 流 刹 车
DWS70电磁涡流刹车使用说明书上海申通石油机械厂一、性能及说明DWS70型涡流刹车作为钻深为7000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场已经使用的钻机配套作为单独部件供应。
１、技术规范最大扭矩110000N.m钻井深度（用41/2"钻杆）7000m作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20°C时）10.722Ω线圈绝缘等级H级励磁功率23KW励磁电流（四线圈并联时）84A需用冷却水量560L/min最大出水温度（当进水温度42°C时）78°C重量11000kg二、结构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。
1、刹车主体它由两个基本部分组成，如图一所示。
其一为静止部分，称为定子；其二为转动部分，称为转子。
在定子与转子之间有一定的气隙，称为工作气隙，电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。
刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。
磁极是磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时有用制动扭矩大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。
激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个整体成为定子。
刹车在运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
图一电磁涡流刹车结构示意图1. 端盖2. 转子3. 机座4. 定子5. 激磁线圈6.上呼吸器7.下呼吸器刹车的转子通过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同速旋转。
转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，采用电工钢制成。
它和定子磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。
2．可控硅整流装置：它由整流变压器和可控硅半控桥式整流电路组成。
用以将钻机交流发电机或交流电网供给的交流电压变成可调直流电压，给激磁线圈通以可调直流电流。
Electromagnetic Eddy Current Brake(电磁涡流刹车)
DWS70电磁涡流刹车使用说明书上海申通石油机械厂一、性能及说明DWS70型涡流刹车作为钻深为7000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场已经使用的钻机配套作为单独部件供应。
１、技术规范最大扭矩110000N.m钻井深度（用41/2"钻杆） 7000m作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20°C时） 10.722Ω线圈绝缘等级H级励磁功率23KW励磁电流（四线圈并联时）84A需用冷却水量 560L/min最大出水温度（当进水温度42°C时）78°C重量 11000kg二、结构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。
1、刹车主体它由两个基本部分组成，如图一所示。
其一为静止部分，称为定子；其二为转动部分，称为转子。
在定子与转子之间有一定的气隙，称为工作气隙，电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。
刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。
磁极是磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时有用制动扭矩大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。
激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个整体成为定子。
刹车在运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
图一 电磁涡流刹车结构示意图1. 端盖2. 转子3. 机座4. 定子5. 激磁线圈6.上呼吸器7.下呼吸器刹车的转子通过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同速旋转。
转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，采用电工钢制成。
它和定子磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。
2．可控硅整流装置：它由整流变压器和可控硅半控桥式整流电路组成。
用以将钻机交流发电机或交流电网供给的交流电压变成可调直流电压，给激磁线圈通以可调直流电流。
客车电磁缓速制动器的制动力矩与温升研究
２贝 尔福 一 蒙 贝 利 亚 技 术 大学 ， 尔 福 ９ ０ ０ ． 贝 ０ １）
摘要 ： 在介绍 电磁缓速 制动器工作 原理 的基础 上 ， 通过电磁理论推导 ， 得到 了电磁缓 速制动器制动功率 和制动力矩 的计算公式 ． 并研究了温度升高对 电磁缓速制动器主要参数 电导率 和相对磁导率的影响。
区域 的磁通 、 转子 盘 的尺寸 有限 等 。 以利用 修正 系 可
数Ｃ 表 示 ： ［ 崃
（） ８
依 据 电磁学理 论与 实验 可 得 电流密度 公式 ：
ＪＪ． ＝， － ｅ 和 处 的 电流 密度 振 幅 。
则转 子盘 产生 的实 际制 动力矩 为 ：
助制动 器 。电磁缓 速制 动器 就是顺 应 这一需 求 而研 制 的。 电磁 缓速制 动器 主要 是利 用 电磁 感应 理论 ． 通
及磁滞现象， 假设磁导率 为常数 ， 认为铁磁物质均 匀和各 向同性 ； ⑤沿转子盘内圆分布的磁通量曲线
及 涡流 曲线 均 为正 弦波 。
过磁 场对带 电 的转 子盘 作用 产生 制动 力矩 ．将 车辆 的动 能转化 为转 子盘 的热能 从而 使车 辆缓 速 ．达到
关键 词 ： 电磁 缓 速 制 动 器 ； 动 力 矩 ； 升 制 温 中 图 分类 号 ： ４ ３ ３２ Ｕ ６ ． ＋ ５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ２ ５ （０ ６ ０－ ０ ７ ０ １０ — ５ ０ ２ ０ ）５ ０ ２ — ３
城市 公交 客车具 有 短途运 营特 性 和行驶 时频 繁 快 速制 动的特 点 ．这对 客车 的制 动系统 提 出越来 越
列车涡流制动机理及制动力矩模型
一、概述列车制动系统是列车安全运行的重要组成部分，它可以有效地减速和停止列车，保护乘客和货物的安全。
涡流制动是列车制动系统中一种常用的制动方式，涡流制动机理及其制动力矩模型是研究列车制动系统的重要方面。
二、涡流制动的原理1. 涡流制动是指通过感应电流产生涡流,在磁场作用下产生阻力,达到制动目的。
当列车制动器施加制动力时,制动器上产生涡流,此时涡流感应电流是减小了列车速度并将动能线性转化为热能,这样可以将列车制动。
涡流制动的作用力是与列车的速度成线性关系。
涡流制动主要适用于支线、短途运输和特殊运输。
2. 涡流制动的实现和应用涡流制动主要通过电磁感应原理实现。
在列车制动器上设置磁极和导体，当列车需要制动时，通过控制磁场的强弱和方向，产生涡流，从而产生制动力。
涡流制动广泛应用于高速列车、地铁和轻轨等城市交通工具，其优势在于制动力平稳、制动效果好、无摩擦磨损和制动距离短。
三、涡流制动力矩模型1. 涡流制动力矩模型的建立涡流制动力矩模型是描述涡流制动力矩与列车速度、磁场强度和制动器参数之间的关系。
一般而言，涡流制动力矩与列车速度成线性关系，与磁场强度和制动器参数有一定的相关性。
2. 涡流制动力矩模型的优化为了更准确地描述涡流制动力矩的特性，可以通过实验和理论分析，优化涡流制动力矩模型的参数，如磁场强度、制动器结构和材料等，以提高制动效果和降低能耗。
四、涡流制动机理及制动力矩模型的应用1. 在列车制动系统中的应用涡流制动机理及制动力矩模型广泛应用于列车制动系统中，通过对涡流制动的机理和力矩模型的深入研究，可以优化列车制动系统的设计和参数设置，提高制动效果和安全性。
2. 在城市轨道交通中的应用涡流制动技术在城市轨道交通中得到了广泛应用，通过对涡流制动力矩模型的研究和改进，可以提高城市轨道交通的运行效率和安全性。
五、结论通过对涡流制动的机理及其力矩模型的研究，可以更好地理解涡流制动的工作原理，优化涡流制动系统的设计和参数设置，提高列车和城市轨道交通的运行效率和安全性。
大型客车电涡流缓速器原理及故障实例分析
３
电 涡 流 缓 速 器 维 修 实 例
例 ｌ ＸＭＬ ２ 金 龙 车 客 户 反 映 缓 速 器 不 １ 作 ， ６ｌ ９ ：
指 示 灯 亮 ， 该 车 已 行 驶 ｌ 万 ｋ ， 装 用 淮 安 惠 民 ６ ｍ
ｌ９ ０ Ｎｍ的 国 产 缓 速 器 。 首 先 检 测 蓄 电 池 到 缓 速 器 ０ 继 电 器 盒 的 熔 断 丝 是 否 烧 断 ； 测 情 手 柄 开 关 、脚 挖 开 关 触 点 在 各 工 况 下 足 否 接 通 ； 测 量 ４ 定 子 线 圈 个 阻 值 ， 测 试 结 果 正 常 。 ，ｊ 形 电 流 表 分 别 钳 住 从 继 ｝钳 ｝ 电 器 盒 到 缓 速 器 定 子 励 磁 线 圈 的 ４ 火 线 ， 接 通 继 条 电 器 触 点 ，工 作 电 流 显 示 在 正 常 范 同 ２ ６ Ａ， 经 过 对 上 述 各 传 感 器 信 号 开 关 、缓 速 器 线 圈 检 查 完 好 的 情 况 下 ， 确 定 为 中 央 控 制 器 １ 部 损 坏 ， 更 换 中 央 控 制 人 】 器 ，故 障 排 除 。 例 ２ ＸＭＬ ｌ ９ 龙 下 客 户 反 映 缓 速 器 制 动 效 ６２ 金
续 下 长坡 时 ，车辆 制 动 毂 与 制动 片 摩 擦 产生 高 温 ，
手控开 量 缓 柄制关Ｅ 速
器
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踏板控制开关 Ｅ＝＝＝ 中 ＝： ｛
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容 易 引起 制 动 失效 。 因此 普遍 安 装 电 涡 流缓 速 器 ，
动 毂 币 制 动 片 的 使 用 寿 命 ， 节 省 因 汽 车 维 修 造 成 的 ¨
问接 费用 。
２
电 涡 流 缓 速 器 原 理
大型机动客车用非驱动桥总成的制动力与刹车效果分析
大型机动客车用非驱动桥总成的制动力与刹车效果分析大型机动客车作为人们出行的重要工具，其安全性和驾驶性能一直备受关注。
其中，制动力与刹车效果是大型机动客车安全驾驶的重要指标之一。
本文将对大型机动客车用非驱动桥总成的制动力与刹车效果进行分析。
首先，我们需要了解什么是非驱动桥总成。
非驱动桥总成是指车辆中负责承受制动力并将其传递到车轮上的部件。
它通常由制动鼓、刹车片、制动鼓盖等组成。
而大型机动客车通常采用气制动系统，该系统由制动气缸、制动阀、制动鼓等组成，通过控制气压来实现制动效果。
制动力是指非驱动桥总成所能产生的制动力大小，它直接影响着车辆的制动效果。
制动力大小受多种因素影响，如制动气缸压力、刹车片与制动鼓的接触面积、刹车片材料等。
制动气缸压力越大，非驱动桥总成所能产生的制动力就越大。
刹车片与制动鼓接触面积越大，也会增加制动力的大小。
而刹车片的材料也会对制动力产生影响，树脂刹车片制动力较小，金属刹车片制动力较大。
除了制动力大小，刹车效果也是评价大型机动客车制动系统性能的重要指标。
刹车效果主要表现在刹车的灵敏性和稳定性上。
灵敏性指的是制动系统对于司机操控的响应速度，司机踩下制动踏板后，刹车系统能迅速响应并发挥制动力。
稳定性指的是刹车系统在制动过程中的稳定性能，不会出现抱死现象或制动失效等情况。
为了达到较好的刹车效果，大型机动客车的刹车系统通常采用了防抱死系统（ABS）和制动力分配系统（EBD）。
ABS可以通过感知车轮速度的变化来避免车轮抱死现象，提高刹车效果的稳定性。
EBD可以根据车辆的实际情况，调节每个车轮的制动力分配，使得刹车效果更加均衡，提高整个刹车系统的效率。
此外，大型机动客车用非驱动桥总成的制动力与刹车效果还与路面条件有关。
不同的路面条件会对刹车效果产生影响。
例如，在湿滑的路面上，由于减少了轮胎与路面的摩擦力，刹车效果会降低，制动距离会增加。
而在干燥的路面上，刹车效果会更好，制动距离会相对较短。
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析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范措施。
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内通入直流电流，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内旋转。
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于不断重复的变化之中，产生脉动磁场。
根据电磁感应定律，转子上便产生感应电势，在这个感应电势作用下，转子中产生涡流。
涡流与定子磁场相互作用产生电磁力，按照左手定则，该力沿转子的切线方向，并且与转子旋转方向相反。
浅析电磁涡流刹车制动扭矩
浅析电磁涡流刹车制动扭矩章节一：绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 论文研究思路章节二：电磁涡流刹车原理分析2.1 涡流效应原理分析2.2 电磁涡流刹车工作原理2.3 电磁涡流刹车制动扭矩计算方法章节三：建立电磁涡流刹车系统模型3.1 建立电磁涡流刹车系统数学模型3.2 模型参数选择和辨识3.3 模型仿真和分析章节四：实验测试与数据分析4.1 实验设备介绍4.2 实验方法和流程4.3 实验数据处理和分析章节五：结论和展望5.1 实验结果分析和总结5.2 研究成果的创新点和意义5.3 研究展望和未来发展方向第一章节：绪论1.1 研究背景和意义随着工业化发展的趋势，机械化生产已经成为现代工业的重要手段，其中机械设备是生产力的重要体现。
然而，机械设备在工作时，由于长时间的运转，会产生大量的热量，导致设备过热、损坏，造成生产效率低下等问题。
为了解决这些问题，制动器被广泛应用于机械设备和交通工具中，用于减速和停止运动物体。
其中，电磁涡流刹车是一种非接触式制动器，由于其优越的制动性能、低能耗、无污染等特点，被广泛应用于轨道交通、起重机械等领域，已经成为了现代工程机械设备制动系统的重要组成部分。
电磁涡流刹车制动扭矩是衡量电磁涡流刹车性能的关键指标之一，它不仅直接关系到制动器的性能指标，还关系到机械设备的安全性。
因此，研究电磁涡流刹车制动扭矩对于提高制动器的性能、提高机械设备的运行效率、保证设备的安全性具有重要的现实意义和理论价值。
1.2 国内外研究现状目前，国内外对于电磁涡流刹车制动扭矩的研究还相对较少。
国内外部分学者主要从电磁涡流刹车的原理、结构以及制动性能方面进行研究。
国内学者刘英杰、戴彬彬等就电磁涡流刹车制动器的设计、制造以及研究进行了大量的探索和实践，取得了一定的研究成果。
而国外学者Sun Jianxu等则从日光浴技术、配合涂层改性等角度探究电磁涡流刹车的应用性研究，实现其在电动汽车上的应用。
汽车电磁涡流刹车系统
汽车电磁涡流刹车系统电涡流缓速器是一种汽车辅助制动装置，俗称电刹，主要应用于大型客车、城市公交车辆及重型卡车。
该装置安装在汽车驱动桥与变速箱之间，通过电磁感应原理实现无接触制动。
安装电涡流缓速器可以提高车辆的安全性、经济性、环保性、稳定性和舒适性，具体地，其在安全性、经济性和环保性方面的优越性表现如下：1. 安全性(1) 能够承负汽车运行中绝大部分制动负荷，使车轮制动器温升大为降低以确保车轮制动器处于良好工作状态，进而缓解或避免车辆跑偏、传统刹车失灵和爆胎等安全隐患。
(2) 能够在一个相当宽的转速范围内提供强劲的制动力矩，而且低速性能良好。
车速在10公里/小时的时候，缓速器就能提供缓速制动；车速达到20公里/小时，缓速器就能达到最大的制动力矩。
(3) 是一个相对独立的反应灵敏的辅助制动系统，它的转子与传动轴紧固在一起，任何时候都能按司机的意愿提供制动力矩，因而它的性能优于发动机排气制动。
(4) 采用电流直接驱动，无中间环节，其操纵响应时间非常短，仅40毫秒，比液力缓速器响应时间快20倍。
2. 经济性(1) 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，其他工作很少，所以维修费用极低。
（2）由于电涡流缓速器能够承担车辆大部份制动力矩，因而能够延长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，其车轮制动器寿命至少可以延长4-7倍，轮胎寿命延长20%。
3. 环保性制动片在摩擦过程中会产生很多粉尘，粉尘中含有因高温作用而发生变异的有害物质，甚至含有致癌物质；此外，制动器频繁维修产生的较多维修废弃物以及汽车制动时发出的尖锐噪音，也都会对环境产生较大污染。
电涡流缓速器能够承担车轮制动器大部分的负荷，因而也就能大大减少车轮制动器对环境带来的影响。
客车电磁涡流缓速器应用效能的仿真分析
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客车 电磁涡流缓速器应用效能的仿真分析
匡 珑 薛 文 惠 李刚 炎
内容提 要 ： 文基 于Ｍ ＴＡ ／ 『ＵＩ 分别建立 了 装 电肱 缓速 器与未安 装 电 缓 速 器的 客车 传动 系仿 本 ＡＬ Ｂ ｓ Ｌ Ｋ Ｍ Ｎ 安 磁 真模 型 ， 并进 行 了仿真 分析 ； 果显 示 ： 装 电 缓 速 器后 ， 车 的制 动距 离明显 小于 同等 条件下 未安 装 电 结 安 磁 客 磁 缓 速 器客 车 的制动 距 离 ； 扭振 频 率也 在安 装 了电磁 缓速 器后 发 生 了变化 ， 免 了喘振 和 啸振 的影 响 ； 避 但后
４ Ｉ ４ ２ 岐 锔 ２ ０ －／ ０８ １
技 术 与 研 究
和振型等 ，零部 件的使用寿命也 会 成离合器 、传动轴 、驱动半轴 以及 右半 轴
受到一定程度 的影响。 因此对客车 轮胎的扭转 刚度 。
配置 电磁缓速器 后的传动系扭振进 依 据达朗 贝尔原理 ，建立各集 行深入细致 的研究 ， 显得 十分必要 。 成 部件的扭振微分 方程 ，并进行拉
定在 ５ ｋ 。 ～７ Ｗ
３永磁 同步 电动机的 Ｉ ／ Ｓ Ｓ Ｉ Ａ Ｇ
系统控制方案
使用永磁 同步 电机 作为 Ｉ Ａ／ ｓ
图 ６永磁 同步电机 Ｆ Ｃ控 制方 法 Ｏ
Ｉ 结构 的起动 机 ／ 发 电机 ，以 Ｇ ｓ 的硬件简 图 对于发 电机 来说 ， 要求达到４ Ｔ ３ ０ Ｆ ４ 为控 制硬件 平台 ， ～ ＭＳ ２ Ｌ ２ ｌ 应 线上 ， Ｓ Ｄ Ｐ可 以通过读取 Ｑ Ｐ的脉 Ｅ ｌｋ ０ Ｗ的功率 ， 显然 已超过 了传统发 用 转 子磁 场 定 向 的 矢量 控 制 技术 冲值 获得 转子的位置角 。这样 ，就 电机 的极 限。一般 把所 需的发 电机 （ＯＣ ， 出一种４ Ｖ汽车ＩＡ／Ｓ 可以实现Ｐ Ｍ 的磁场定 向控 制算 Ｆ ）提 ２ Ｓ ＩＧ ＭＳ
电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析
电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析2009年第23卷第4期石油仪器PETR0IJEUMINSTRUMENTS?89??经验交流?电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析周骥边倩李小梅王建军(1.西安宝美电气工业有限公司陕西西安)(2.西安思源学院陕西西安)(3.中石油测井有限公司测井仪器厂陕西西安)(4.宝鸡石油机械有限责任公司陕西宝鸡)摘要:电磁涡流刹车及其电气控制系统是石油钻机设备中一个常用设备,为了解决常见的系统故障,文章对电磁涡流刹车电气控制系统常见故障进行了分类分析,并针对性地作了故障的检测方法阐述,同时对报警,保护功能和实现的方法进行了归纳.通过对西安宝美电气工业有限公司生产的电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板应用的举例,对解决问题提出建议.关键词:电磁涡流刹车;电气控制系统;故障分析;报警和保护中图法分类号:TE927文献标识码:B文章编号:1004-9134(2009)04-0089—030引言目前国内生产和正在运行的钻机中,除了少数进口设备和绞车采用变频传动的钻机以外,大都使用电磁涡流刹车作为辅助刹车.电磁涡流刹车本体的设计和制造已成熟,但其电气控制系统在故障检测和保护功能的设计和制造方面种类颇多.产生这一现象的主要原因,在于设计者对使用要求存在着解读差异;其次,是由于用户的使用习惯要求带来的设计和制造的不同.本文广泛收集了多方面的信息,进行了归纳总结.同时,在电磁涡流刹车的电气控制系统的设计和制造方面提出推荐性做法¨j.1电磁涡流刹车的故障分析电磁涡流刹车系统的故障基本表现在下述三个方面:刹车本体故障,电气控系统故障和操作系统故障.1.1刹车体故障引起刹车本体故障的因素:存在的于本体机械结构方面,电枢绕组方面和本体发热.其中本体机械结构和电枢绕组因素是本体生产中解决的问题.刹车本体的散热方式通常采用的是强制风机冷却或循环水冷却.本体发热是电磁涡流刹车工作时的正常现象,但温度过高就会对刹车本体带来损坏,同时降低刹车的工作效率.这类故障对系统的影响是缓慢的,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,不需要即时刹车保护. 1.2电气控制系统故障电气控制系统故障划分为交流电源侧故障和直流侧故障;交流电源侧故障通常是由于电源的过压,欠压,缺相和断电引起.直流侧故障通常由于整流失败或负载短路,断路引起的失流引起.此类故障是瞬间出现,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,此类故障不仅需要报警,更需要即时的刹车保护.1.3操作系统故障操作系统故障主要是指刹车手柄控制信号丢失引起的操控失灵,例如:手柄的输入信号或者输出信号丢失.此类故障是瞬间出现,同样的,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,此类故障不仅需要报警,更需要即时的刹车保护.2故障检测与解决方法l2]2.1故障解析与检测方法本体方面的故障主要表现在本体发热,常时超过本体温度允许范围会带来损坏,所以需要提供超温报警功能,提醒使用人员采取相应措施,例如停机和加强散热.本体温度的检测通常采用以下手段:1)在采用循环水冷却方式的水流管道中,装入流体检测器和温度检测器;2)在强制风机冷却方式的电气接线箱中安装风压检测器;3)在刹车本体中安装热敏元件并配置温度显示及报警器.电气控制系统方面的故障主要表现为制动力矩降第一作者简介:周骥,男,1971年生,1998年于西安公路交通大学(现长安大学)信控系自动化专业毕业,现就职西安宝美电气工业有限公司,工l程技术部设计师.同时在西安建筑科技大学攻读硕士学位,专业方向是控制自动化.邮编:710065?90?石油仪器PETROLEUMINSTRUMENTS2009年08月低,过低甚至完全丢失,在正在进行一个钻柱的刹车操作时,需要提供制动力矩过低,甚至完全丢失情况下的保护功能,以避免事故发生.制动力矩的大小取决于直流励磁电流的大小.制动力矩不正常降低的情况需要提供报警功能,提醒使用人员检查故障原因.交流电源测的欠压,缺相故障通常造成制动力矩降低,电控系统的制造可以采用三相电路保护继电器对交流电源侧的过压,欠压和缺相进行检测,并可提供一个无源的触点来表征故障状态.直流故障主要是整流电路故障,可引起制动力矩过低完甚至全丢失,电控系统的制造可以采用电子电路对此进行检测.整流故障检测的原理图如图1所示.图1整流故障检测原理图端子5引入的是整流触发给定信号,信号范围是0～l0VDC,对应0一最大直流输出电压.直流故障检测通常设定在整流触发给定信号达到60%时,对直流励磁电流检测.对应调节W3电位器使得Z2—6管脚的电压设定在6VDC,完成对60%时的设定.端子9引入的是直流电流互感器采样的直流电流信号,0～5V DC线性对应0～100A.以一个7000m钻机的电磁涡流刹车为例,额定工最大作电流约8OA,根据测算整流触发给定信号达到60%时,直流励磁电流达到40 A.系统设计假定低于2OA为电流过低,需要保护.对应调节W2电位器使得z2—3管脚的电压设定在1 VDC,完成对20A的设定.端子19,20提供一个无源的触点来提供保护信号的输出.参见图1的电路可完成大多数整流故障的检测和故障信号的传送.操作系统方面的故障主要表现为刹车手柄的操控失灵,通常是无给定信号的输出.在正在进行一个钻柱的刹车操作时,需要提供保护和报警.针对这一现象,笔者建议在刹车手柄内部给定的最大位置,加装一个微动开关,利用开关的无源触点,直接将一个1OV DC信号送给电气控制系统,送入图1整流故障检测原理图中的端子5用于故障检测.此种方式可以检测刹车手柄的操控失灵和故障信号的传送.2.2保护的实现通过上述各种故障分析和检测,需要完成的是根据系统故障的危害对系统实施保护和报警的实现.电磁涡流刹车的保护功能有两类方式:第一类方式,是在电气控制系统中引入UPS(不间断电源系统)的概念;第二类方式,是提供检测到故障的信号,启动钻机主刹车系统,例如带刹或盘刹.第一类方式的实现,需要提供蓄电池组和充电设备.有的设计还增加一套整流装置.这种方式的缺点,是设计复杂,造价高,对于本体断路和短路的故障起不到保护作用.第二类方式实现较简单,在以带式刹车为主刹车的钻机中,只需要利用图1整流故障检测原理图中端子19,20提供一个无源的触点,控制带刹的助力气囊的进气电磁阀,在故障时通气,拉动带刹提供制动力矩.或者在盘刹作为主刹车的钻机中,也可以利用整流故障检测原理图1中端子19,2O,提供一个无源的触点,控制盘刹启动,实现刹车.这种方式的最大优点,是故障保护不再依靠电气控制系统,而且造价低.目前,国外的电磁涡流刹车,其电气控制系统刹车手柄的设计有可以借鉴的优点.刹车手柄的控制逻辑是在初始位置时,输出18V AC信号;在给定最大位置时,输出0V AC信号.电磁涡流刹车电气控制系统在刹车手柄信号从l8V AC到0V AC变化时,对应输出0VDC到最大直流励磁电压.这种设计可以很好的实现刹车手柄操控失灵无给定信号的输出时,输出最2009年第23卷第4期周骥等:电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析?9l? 大直流励磁电压,从而实现刹车手柄失灵的自动保护功能.而我国生产的电磁涡流刹车电气控制系统,有效控制信号是0到10VDC变化时,对应输出0VDC到最大直流励磁电压.这就需要对手柄的控制信号进行转换.为此,我们设计的一种简单的信号转换电路如图2所示.图2信号转换电路图2中端子2,端子3之间输人18V AC手柄信号,通过zl整流和W1分压在2上得到12VDC电平.Z2完成求差比例放大运算,端子4得到0VDC电平. 不难算出当输人手柄信号从18V AC到0V AC变化时,端子4的电平从0VDC到l0VDC变化,这个0V DC到l0VDC的信号就可以适应我国生产的电磁涡流刹车电气控制系统.不难想象,利用上述方法,在电气控制系统刹车手柄失灵的情况下,给定信号可以自动的补偿并传递到整流系统的触发电路,起到自动保护的目的.但目前在国内还没有应用实例.3结束语综上所述,电磁涡流刹车及电气控制系统故障的报警和保护是可以有效的实现.本文中《图l一整流故障检测原理图》所介绍的电子线路,就是该电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板中的部分原理.同时该电路板预留了部分器件,十分利于扩展《图2一信号转换电路》的内容.电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板,提供一路刹车手柄信号输入及变换单元(可扩展),两路故障检测信号有源输入端口;一组整流故障检测功能单元输入端口;三路分项报警输出有源端口;一路报警输出无源触点端口和一路保护输出无源触点端口.电磁涡流刹车电气控制系统的设计制造,可以充分利用电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板,实现对刹车本体故障的本体高温和电气控系统故障的交流故障的报警和保护功能.例如,可分别利用两路故障检测信号输入端口进行故障信号的采集,并分别有两路可分项报警输出有源端口进行分项报警,更加便利于检修.电气控制系统方面的故障问题,可利用一组整流故障检测功能单元输入端口,进行电气控系统故障的直流故障检测,并利用一路保护输出无源触点端口,启动外部的保护功能.同时有一路分项报警输出有源端口进行分项报警.可利用一路报警输出无源触点端口延伸到司钻台进行报警.操作系统方面故障的问题解决依赖刹车手柄改变,如果使用本文建议改良的刹车手柄,解决方案本文已阐述.如果使用国外的刹车手柄,可以利用图2一信号转换电路直接实现操作系统故障的刹车手柄操控失灵检测的保护.也就是说,一个性能优异的电磁涡流刹车控制系统的设计与制造的先进性,将会给石油钻机的作业带来强大技术支持和可预期的安全性保障[3l.参考文献[1]张奇志.电动钻机自动化技术[M].北京:石油工业出版社,2006[2]张宝成,断现军,熊字.电磁涡流刹车的断电保护电路设计[J].石油矿场机械,2004,33(4)[3]锁超民.石油钻井绞车刹车系统的现状与发展[J].石油矿场机械,2005,34(1)(收稿日期:2009—06—02编辑:梁保江)。
电磁涡流刹车低能耗制动特性研究
R1，R2 感应子和电枢的半径，可认为 R2≈R1 故可得实际感应电动势 ：
E = BL(Vs － Vg)=BLR(ω2 － ω1)=BLRω 其中 ：ω 为电枢与感应子的角速度差 ω = ω2 － ω1 因感应电势而产生的电涡流为 ：
摘 要 ：电磁涡流刹车作为井场钻采机械的辅助刹车，在石油钻井作业中起着相当重要的作用。能否选用与钻机 绞车参数相匹配的刹车，是井场现场作业急需解决的问题，世界各国相继投以更大的人力、财力，不同程度的加大了 对电磁涡流刹车的研究力度。利用电磁感应进行无磨损制动的绞车，如何改善激励电流保持不变而尽可能增大制动扭 矩，将具有很好的工程应用价值。本文正是立足于此，基于电磁涡流刹车运行的基本原理，在通用电磁刹车的基础 上加以改进，进行合理的理论设计计算，以及零部件设计，从而达到降低激磁功率，增大制动扭矩的目的，以满足实 际工业需要。
磁铁的励磁电流为 0 时，制动扭矩为 0 ；当电磁铁的磁 场强度一定时，制动扭矩 T 的大小与圆盘的角速度 ω 基本成正比例关系 ：
2 电磁涡流刹车制动扭矩的产生
2.1 电磁涡流刹车原理
如图３，在石油钻井作业中，采用电磁涡流刹车控制
起、下钻时，对调速精度、调节系统稳定性、过渡过程
动态品质等的参数没有严格限制，所以采用相对简单的
子与电枢的相对旋转，其上各点的磁通就处于周期性变
化之中。由电磁感应定律可知，电枢上会产生感应电势
从而使电枢中产生涡流，涡流与感应子磁场相互作用而
产生电磁力，力的方向沿电枢的切线方向且与电枢转向
相反。这个力对电枢轴心形成的转矩称为电磁转矩，也
涡流制动系统中的电磁机理研究
涡流制动系统中的电磁机理研究涡流制动系统是电动机转动的一种重要的控制方法，它的研究对于电动设备的调整和操作具有很重要的意义。
涡流制动系统是一种利用电动机涡流动力制动或减速调节机械操作状态的结构。
本文将聚焦于分析涡流制动系统中的电磁机理，并得出一定的结论。
涡流制动系统是基于连续电动机的原理构建的，它的工作原理是通过外部电源对电动机产生的涡流制动力，以及涡流抗力调节电动机的转速和转矩。
一般情况下，涡流制动的制动力的大小由电源电压和电流的大小决定，而调整系统的转矩或力矩由外部接入环境中的抗磁环所决定。
涡流制动系统的工作原理也可以用电磁力学机理来解释。
当电源产生电流时，电流会在电动机线圈中产生磁场，此时电动机就会受到涡流和磁场力的作用，从而产生涡流制动的效果。
即当电流流经电动机线圈时，线圈内的磁场会产生涡流，从而使电动转子受到反向的扭矩，从而产生涡流制动的效果。
另外，涡流制动系统中还可以利用负载电阻或调节环来控制涡流制动的转矩或力矩，在这种情况下，外部电阻会阻抗电流流入电动机线圈，从而降低电流流入线圈中的涡流量，从而减小涡流制动力。
此外，还有一些涡流制动系统可以设置恒定电流制动模式，通常是在电动机的空载过载等状态下设置一定的电源流量来实现恒定制动力的效果。
以上是涡流制动系统的电磁机理的分析，它们可以作为电动机的控制方案的重要的参考依据，为电动机的调整和操作提供依据。
总之，涡流制动系统是一种非常重要的调节和控制电动机的方法，它可以很好地控制电动机的转速和转矩，根据其电磁机理进行设计和控制可以为电动机提供很好的工作效果。
此外，涡流制动系统中还有一些普遍存在的问题，如病态电流环路、恒定控制力矩等，在设计和操作中也必须考虑到这些问题，以保证电动机的安全和高效的运行。
综上所述，涡流制动系统是基于连续电动机原理而构建的一种电磁机理，它可以有效制动或减速机械设备的操作状态，涡流制动系统中的电磁机理也可以被解释为电磁力学机理。
车辆轮缘涡流缓速制动器的分析与设计
车辆轮缘涡流缓速制动器的分析与设计车辆轮缘涡流缓速制动器的分析与设计1. 引言在车辆制动系统中，轮缘涡流缓速制动器作为一种重要的制动装置，可以有效地提高车辆制动性能和安全性。
本文将对车辆轮缘涡流缓速制动器进行详细分析与设计。
2. 轮缘涡流缓速制动器原理轮缘涡流缓速制动器通过利用涡流阻力来实现制动效果。
当制动器接触车辆轮缘时，制动盘与轮缘之间形成一磁场变化，从而产生涡流。
这些涡流会在制动盘和轮缘间产生阻力，从而实现制动效果。
3. 轮缘涡流缓速制动器性能分析3.1 制动力分析制动力是衡量制动器性能的重要指标。
制动力的大小与制动盘和轮缘的接触面积、涡流的大小及涡流产生的速度有关。
通过合理设计制动盘和轮缘的接触面积、调整涡流的大小和速度，可以获得理想的制动力。
3.2 制动效率分析制动效率是指制动器将机械能转化为热能的效率。
制动效率与制动器的设计结构、材料及涡流阻力有关。
完善的制动器设计可以提高制动效率，减少能量损耗。
3.3 制动器的稳定性分析制动器的稳定性是指制动器在长时间制动过程中的稳定性能。
制动器的稳定性与制动盘和轮缘的磨损、制动盘与轮缘之间的平面精度有关。
合理选择制动盘和轮缘的材料和加工工艺，可以提高制动器的稳定性。
4. 轮缘涡流缓速制动器的设计4.1 制动盘的选材与设计制动盘的选材要具备高强度、高温稳定性和良好的耐磨性能。
同时，制动盘的设计要考虑到与轮缘的接触面积和结构形状，以提高制动效果。
4.2 轮缘的设计与加工轮缘的设计与加工要确保其与制动盘的接触平面具备较高的精度，以提高制动器的稳定性和制动效果。
4.3 涡流产生与调整涡流的大小和速度对制动效果有重要影响。
通过调整磁场的大小和轮缘接触面积，可以控制涡流的大小和速度，从而获得理想的制动效果。
5. 实验与验证为验证设计的轮缘涡流缓速制动器的性能，进行实验测试。
通过对实验结果的分析与比较，检验设计的可行性和有效性。
6. 结论本文对车辆轮缘涡流缓速制动器进行了详细的分析与设计。
电磁涡流刹车
DWS70电磁涡流刹车使用说明书上海申通石油机械厂一、性能及说明DWS70型涡流刹车作为钻深为7000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场已经使用的钻机配套作为单独部件供应。
１、技术规范最大扭矩110000N.m"钻杆）7000m钻井深度（用41/2作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20°C时）10.722Ω线圈绝缘等级H级励磁功率23KW励磁电流（四线圈并联时）84A需用冷却水量560L/min最大出水温度（当进水温度42°C时）78°C重量11000kg二、结构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。
1、刹车主体它由两个基本部分组成，如图一所示。
其一为静止部分，称为定子；其二为转动部分，称为转子。
在定子与转子之间有一定的气隙，称为工作气隙，电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。
刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。
磁极是磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时有用制动扭矩大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。
激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个整体成为定子。
刹车在运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
图一电磁涡流刹车结构示意图1. 端盖2. 转子3. 机座4. 定子5. 激磁线圈6.上呼吸器7.下呼吸器刹车的转子通过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同速旋转。
转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，采用电工钢制成。
它和定子磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。
2．可控硅整流装置：它由整流变压器和可控硅半控桥式整流电路组成。
用以将钻机交流发电机或交流电网供给的交流电压变成可调直流电压，给激磁线圈通以可调直流电流。
涡流制动器转矩特性计算与分析
（ ＋ ）
（ ２ １ ）
１ － ３ 转矩 特 性分析
式（ １ ２ ） 中， Ｎ ｐ ， 为对应 每对 极 的励磁 电感 。 由式 （ １ ８ ） ， 可 以得 到 涡 流制 动 器 的转 矩 特 性 的 基本 形状 ， 如 图三所示 。
将式（ １ ０ ） 至式 （ １ ２ ） 代入 到式 （ ７ ） ， 得到 ：
（ １ ９ ）
＝
、 『 ］ Ｐ ／ ｔ ｏ 、 ／ ：
（ １ ０ ）
ｃ ＝ ＝
对于实心转子部分 ， 阻抗角 （ ｐ近似不变 ， 有：
： ： ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ
２ ｐ ｎ ＇ ｎ ，
（ ２ ０ ）
（ １ １ ）
ｑ
从 而有 临界 转速 ： Leabharlann （ ９ ） ： 生
Ｃ 一＋ （ ＋ ） ｃ ＋ ２ ｋ ２
（ １ ８ ）
式（ ９ ） 中， Ｖ 为 转子 平均 半径 ， △为 转 子透 入深 度， ｕ 为转 子相对 磁导 率 。 将式 （ ９ ） 代 入到 式 （ ８ ） ， 得到 ：
由式 （ １ ８ ） 可得 ：
线 。可 以看 出 ， 在相对 磁 导率远 大 于 １的情况 下 ， 随
ｎ ｉ ｔ ｅ － ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ［ Ｊ ］ ． Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
ｏ ｎ ， ２ ０ ０ ６ ， ４ ２ （ ０ ２ ） ： ３ １ ９ ． ３ ２ ８ ．
Ｋ～
＝
式（ ８ ） 中， Ｎ 为 定 子 每 相 串联 匝 数 ， Ｋ ｗ 为 定 子
电磁涡流刹车的理论计算与试验研究
to excessive temperature rise袁 the cooling system is analyzed to calculate the stable temperature of cooling
water under different load power when cooling water displacement is constant袁 and confirm that the stable
confirmed that if the cooling water temperature is kept stable袁 the cooling water displacement and load
power are basically in linear relationship. According to the theoretical calculation model袁 the load test of the
c a
d b
o tw ts
时间
银图 1 间歇工作制典型发热曲线
载情况下长期连续工作的发热曲线遥 曲线 ab 为切断励 磁电流后的冷却曲线袁经过 ts 时间而冷却到 b 点温度遥 从第一次工作开始点 o 到第二次工作开始点 b 的时间 tw+ts 为一个工作循环遥 从 b 点再经过 tw 的工作时间袁温 度将达到 c 点袁然后又开始 ts 时间的间歇遥 此时发热体 随之冷却到 d 点袁 经过一定的循环后发热过程趋于稳 定遥在电器设备中一般常以相对持续时间比例 装B%表 示重复短期工作情况袁即院
图 1 中袁纵坐标表示温度袁横坐标表示时间袁子m 为 额定工况下工作后的稳定温度袁子n 为过载情况下长期 连续工作后的稳定温度遥 曲线 oa 表示工作时的发热曲 线袁a 点是工作时间 tw 结束时的温度遥 曲线 ae 表示过
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。
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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。
近年来，电磁涡流减速器逐渐传入国内，这是一种新型的制动刹车系统，把它安装在车辆的刹车系统中，可以提高车辆的制动效率。
电磁涡流减速器有3种不同的安装形式，可以装在汽车的变速器输入轴端和输出轴端，也可以安装在传动轴之间。
电磁涡流减速器的工作原理主要是利用发电机反向电压电流原理，由于定子和转子是由磁性材料制成的，通过反向电压使定子和转子之间产生电磁涡流，从而产生相反的转矩进而起到制动减速的效能。
当需要进性制动减速时，启动发电机，让直流电流通过励磁线圈，转子和定子之间的磁场就会激活，磁通就会相互连接，形成一个固定的电磁涡流。
当转子随着汽车的绞车滚筒进行旋转时，因为磁极上有很多不相等的齿部和槽部，所以转子在旋转时就会在工作圆周上建立一个空间磁场，按照电磁感应规律，转子在运转时就会逐渐形成感应电流，这个感应电流就是电磁涡流。
电磁涡流的产生形成一个磁场，磁场与固定磁场极性相反，因此转子上就会产生一个阻止转子旋转的作用力，在转子轴上因为作用力形成的特定转矩就是电磁转矩，也是电磁涡流刹车阻止车轮旋转的制动扭矩，这就是电磁涡流刹车的制动原理。
2 客车电磁涡流刹车制动扭矩的优势
2.1 安全可靠
由于电磁感应定律在电磁涡流减速器中得到应用，使电
磁涡流缓速器能够利用这一物理定律优势为制动力矩提供
一个非常宽的转速限度。
而且在车辆低速行驶时，制动性能很好，车辆的行驶速度在20km/h的时候，电磁涡流刹车制动扭矩可以进行缓速制动，当车辆的行速度达到40km/h，电磁涡流制动扭矩可以起到一个紧急制动效果，能够保证车辆行驶安全。
在客车快速行驶的过程中，紧急刹车制动时，客车使用电磁涡流刹车制动扭矩可以避免刹车仓促导致的车尾摇摆、车辆漂移行驶，使客车能够平稳、缓慢、直行的方式停止下来。
这种缓速方式有效缩短了客车的制动距离，同时提高了轮胎的使用周期，使客车行驶的安全性得到提高。
由于电磁涡流刹车制动扭矩采用的是电流感应原理进
行制动，省去了很多中间环节，驱动起来非常灵活方便，可以通过手动和脚动进行控制，响应的时间也非常短，响应最短时间可以达到0.021s，使用起来非常舒适、简单。
2.2 使用经济效益
由于电磁涡流刹车制动扭矩的定子和转子在旋转之间
不会发生直接接触，只是通过电磁场的影响产生作用力，因此它们之间的磨损非常少，不容易发生损坏故障。
在平时，只需要对定子和转子进行检查、清洁，不需要定期更换和维护保养。
而且电磁涡流缓速器发生故障后也不会影响车辆的运行，只需要及时关闭电磁涡流缓速器，进行配件维修，维
修费用相比较液力减速器和发动机排气减速器来说，成本比较低廉。
电磁涡流刹车制动扭矩客气为车辆起到很好的制动效果，因此对于车辆本身的车轮制动器的使用周期可以减少，基本上很少用到车轮制动器，从而减低维修车辆制动系统的费用，减少车辆运行成本，降低车辆运营成本，在安装电磁涡流缓速器后，车辆的制动毂、制动蹄片和轮胎的更换次数会大量减少，因此提高了车辆的经济效益，降低了成本消耗。
2.3 保障环保再生理念
在汽车进行紧急制动时，汽车的制动蹄片之间会剧烈摩擦，在摩擦时会产生很多污染粉尘物质，有些粉尘物质属于致癌物质，这些粉尘传入空气中，对人体的伤害是非常大的，而且紧急制动时，会产生很大的噪音污染，这些噪音对人们的生活造成了影响，所以传统的缓速制动系统对人们的生活有着严重的环境污染和噪音污染。
但是电磁涡流缓速器全部是用环保无污染的绿色材料制成的，能够保障汽车的制动效果，同时在汽车制动过程中，不会因为摩擦产生粉尘和其他污染物，也不会相互摩擦产生噪音污染，大大减少了汽车制动对人们的危害。
而且电磁涡流减速器大多采用的是金属材料，这些金属材料大部分为铜，铜的价格非常高，99%都值得回收，把这些材料进行回收再利用，可以大大减少金属材料的损耗率。
3 影响电磁涡流刹车制动扭矩的因素
及改进方法
3.1 转矩系数影响制动扭矩
电磁涡流缓速器的制造结构和制造材料影响了转矩系数，所以在设计电磁涡流刹车结构时和选择制造材料非常重要。
可以把电磁极的形状设计成靴状，将定子和转子之间的磁极通道按照等截面积进行设计，在一些磁力线偏转的位置，可以平滑地进行过渡，从而使磁极发挥最大的磁效应。
同时也要保障磁通密度具备足够的工作气隙，不能让磁通进入或者离开气隙时产生饱和现象。
在选择制造磁极的材料时，转子的材料应该选择具备很高的磁性能，同时也要考虑转子的材料强度，材料的电阻率和磁导率是否会对刹车制动扭矩带来影响，这些都是选择材料时应该考虑的问题。
3.2 工作气隙值影响刹车制动扭矩
工作气隙值会直接影响汽车的刹车制动扭矩，工作气隙值与制动扭矩的升起和降落成正比。
当转子、定子长期运转，导致表面产生锈蚀时，工作气隙值就会逐渐加大，工作气隙值的增加将不能继续控制合适的磁通道，从而影响制动扭矩减小。
影响工作气隙值的最大原因就是冷却水质，对冷却水质有严格的要求，水质中必须含有pH值在7～7.5之间的矿物质，如果冷却水质不符合标准要求，就必须对冷却水质进行化学操作处理。
对于一些新安装的电磁涡流刹车制动系统，必须控制工作气隙值在固定的范围内，从而实现汽车的制动
作用。
在使用之后也要对工作气隙进行保养维护，停止使用时，可以在气隙里面喷洒一些柴油和煤油，防止定子和转子表面发生锈蚀，对于气隙表层的水垢，也要定期进行清理。
当电磁涡流刹车缓速器在特定环境中运用时，需要安装特定的冷却装置。
3.3 运行温度影响制动扭矩
电磁涡流刹车在运行的过程中，因为电流感应的作用，会发生能量转换进行制动，工作温度过高，就会影响能量平衡和电磁运转，必须保证正常温度运转电磁涡流刹车，做好电磁涡流刹车的散热处理，如果温度过高，可以适当地停止运转进行冷却处理。
4 结论
电磁涡流刹车是目前客车制动使用最广泛的装置，起到很好的制动效果。
本文通过对电磁涡流刹车制动原理和电磁涡流刹车在客车制动系统中的运用进行介绍，分析了一系列影响汽车制动扭矩的因素，希望对客车的制动起到优化指导作用。
随着科技的进步，电磁涡流缓速器在未来的发展中会逐渐改进完善，我们在客车的制动系统中，也要不断运用先进科技技术，才能保障交通行驶的安全性。
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