饋能型電磁轉差離合器及控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及動力傳動領域，具體是饋能型電磁轉差離合器及控制方法。
【背景技術】
[0002] 雖然現(xiàn)代工業(yè)基本上都采用驅動電機加變頻器的方式對負載進行無級調速，但是 電磁轉差離合器巧lectroma即etic Sli卵ing Clutch,簡稱為ESC)，也稱為電磁滑差離合 器，W其結構緊湊、無機械磨損、控制方便、電流小、可實現(xiàn)無級變速等優(yōu)點仍得到廣泛使 用，尤其在有些電力源無法應用的場合，如工程機械、汽車、船舶等領域。電磁轉差離合器有 W下各方面的功能：離合作用、無級調速、彈性連接、調節(jié)轉矩、平滑啟動、解決高啟動轉矩 問題和過載保護等。
[0003] 電磁轉差離合器主要由外轉子和內轉子構成，兩轉子同屯、旋轉，無機械聯(lián)系。外 轉子為電樞，可W是鼠籠式、繞線式，也可W采用實屯、銅制電樞或侶合金杯形電樞；內轉子 有娃鋼片疊成的磁極和繞在磁極上的勵磁繞組。一般原動機與內轉子相連，外轉子與負載 相連，當內轉子轉動時，勵磁繞組所形成的磁場在電樞中感應出電動勢，產生禍流，禍流在 磁場的作用下產生力矩帶動外轉子轉動，調節(jié)勵磁電流的大小可W改變外轉子的轉矩和轉 速。外轉子中的禍流形成的損耗最終W熱能的形式耗散，轉差越高，無功損耗越大，效率越 低。
[0004] 重型車輛轉向系統(tǒng)中的轉向累一般有發(fā)動機直接驅動，該樣導致轉向累的輸出流 量不能隨著工況的變化而變化，造成助力特性單一、無功損耗高的問題。如果在發(fā)動機和轉 向累之間安裝電磁轉差離合器，就可W對轉向累進行調速，從而調節(jié)輸出流量。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種饋能型電磁轉差離合器及控制方法，用于回收電磁轉 差離合器的轉差損耗，協(xié)調控制電磁轉差離合器的調速性能和回收性能。
[0006] 一種饋能型電磁轉差離合器，包括電磁轉差離合器、能量回收裝置、勵磁電路和控 制器；所述電磁轉差離合器包括外轉子、內轉子、=相繞組電刷、勵磁繞組電刷；所述外轉 子上繞有=相繞組，所述內轉子上繞有勵磁繞組；所述勵磁繞組與所述勵磁繞組電刷連接， 所述=相繞組與所述=相繞組電刷連接，所述=相繞組電刷與所述能量回收裝置連接，所 述=相繞組與所述能量回收裝置形成閉合回路，所述能量回收裝置與所述控制器連接，所 述控制器與所述勵磁繞組電刷連接，所述能量回收裝置還與其他用電器連接。
[0007] 上述方案中，所述電磁轉差離合器的外轉子包含鐵巧、=相繞組，鐵巧上有36個T 型齒、36個齒槽，=相繞組采用雙層短距、分布式繞組；內轉子包含凸極鐵巧、勵磁繞組，鐵 巧有6個磁極，勵磁繞組依次繞在相鄰的磁極上，繞組通電后形成相互間隔的3個N極和3 個S極；=相繞組引出線與=相繞組電刷相連；勵磁繞組的引出線與勵磁繞組電刷相連。 [000引上述方案中，所述能量回收裝置主要包括濾波電感L、=相整流橋、濾波電容C1、 能量旁通電路、電壓調節(jié)電路、反饋電阻和超級電容。電磁轉差離合器的=相繞組與濾波電 感相連，=相繞組與濾波電感之間每相分別串聯(lián)電壓傳感器，濾波電感連接=相整流橋，濾 波電感與=相整流橋之間每相分別串聯(lián)電流傳感器；=相整流橋由6個帶有反向二極管的 MOS管VI?V6組成；能量旁通電路由旁通電阻R1和旁通MOS管V7串聯(lián)而成，能量旁通電 路并聯(lián)于整流橋的輸出端；電壓調節(jié)電路包括MOS管V8、二極管D7、電感L1，電壓調節(jié)電路 的輸出端連接勵磁電路，并通過MOS管V9連接至蓄電池；超級電容SC與Rc串聯(lián)后并聯(lián)于 電壓調節(jié)電路輸出端和地之間；反饋電阻由R2和Rf串聯(lián)而成，并聯(lián)于超級電容兩端，電阻 R2和Rf之間有反饋電壓陽b輸出。
[0009] 上述方案中，所述勵磁電路包括MOS管V10、M0S管柵極電阻、續(xù)流二極管D8,能量 回收裝置的電源輸出端與地之間順序串接勵磁繞組、電流傳感器、MOS管V10,續(xù)流二極管 并聯(lián)與勵磁繞組和電流傳感器兩端，柵極電阻R3與MOS管的柵極相連，R4并聯(lián)于MOS管的 柵極和源極。
[0010] 上述方案中，所述控制器主要包括電源電路、信號調理模塊、單片機、驅動模塊，電 源電路產生各模塊所需的電壓，信號調理模塊接收來自電磁轉差離合器=相繞組的=相電 動勢ea、eb、ec，S相繞組的相電流ia、ib、ic，勵磁繞組中的勵磁電流if,反饋電壓U化， 電磁轉差離合器的輸出轉速n和車速V，對信號進行濾波和電平轉換；單片機根據調理后 的輸入信號及設定的控制策略運算出輸出信號沖WM1，2, 3、/沖WM1，2, 3、沖WM4、沖WM5、 體1和體2 ;驅動模塊是各MOS管的柵極驅動電路，驅動模塊輸出各MOS管的柵極驅動信號 PWM1, 2, 3、/PWM1, 2, 3、PWM4、PWM5、K1 和 K2。
[0011] 一種饋能型電磁轉差離合器的控制方法，包括W下步驟：
[001引步驟一：由單片機實時檢測車速，當車速V《lOKm/h時，輸出*K1信號為高電平， 當車速V > lOKm/h時，輸出*K1信號為低電平；
[0013] 步驟二：根據反饋電壓信號U化計算出超級電容SC的電壓化C，當Use < 24V時， 輸出體2信號為低電平，當Use > 24V時，輸出體2信號為高電平；
[0014] 步驟S ;根據S相電動勢ea、eb、ec通過化L鎖相環(huán)模塊計算出電角度，用于定坐 標系到旋轉坐標系的變換；把立相電動勢ea、eb、ec通過Clark-Park變換得到旋轉坐標系 下的ed、eq，S相電流ia、ib、ic通過Clark-Park變換得到旋轉坐標系下的id、iq，設定id 的期望值id* = 0,電磁轉差離合器的輸出轉速的期望值n*和實際值n的差值經過PID運 算后得到iq的期望值iq*，通過下式可W得到旋轉坐標系下整流橋的相電壓Ud和U。；
【主權項】
1. 一種饋能型電磁轉差離合器，其特征在于，包括電磁轉差離合器、能量回收裝置 (7)、勵磁電路和控制器（6); 所述電磁轉差離合器包括外轉子（1)、內轉子（4)、三相繞組電刷（8)、勵磁繞組電刷 (5);所述外轉子（1)上繞有三相繞組（2)，所述內轉子（4)上繞有勵磁繞組（3); 所述勵磁繞組（3)與所述勵磁繞組電刷（5