B5―15电涡流缓速器制动性能试验研究

华南农业大学工程学院 广东・广州 510642）

摘 要 为了研究B5-15电涡流缓速器的性能，将其放置在电涡流缓速器实验平台进行了制动性能试验。通过试验发现，B5-15的制动力矩最大能达到1227.8N・m，最大功率为200.79kw，证实该款电涡流缓速器达到了预期的设计效果，制动性能较理想。但同时也发现其热衰减较快，制动100S后制动力矩迅速衰减了52%。

关键词 电涡流缓速器 制动性能 制动力矩 热衰减

中图分类号：U463.5 文献标识码：A

Experimental Study on the Braking

Performance of Eddy Current Brake

LAI Jiansheng

（School of Mechanical and Electronic Engineering，

Guangdong Institute of Science and Technology， Zhuhai， Guangdong， 519085；

College of Engineering， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong， 510642）

Abstract According to study the performance of B5-15 eddy current retarder， used an experiment platform of eddy current brake to test its braking performance. By experiment， the max braking torque of B5-15 was 1227.8 N・m， the max power was 200.79kw. The result proved that the eddy current retarder achieved its anticipated design goal. Meanwhile，the heat fade of eddy current retarder was fast： its bake torque was attenuated 52% after 100 seconds.

Key words eddy current retarder； braking performance； braking torque； heat fade

0 引言

电涡流缓速器是目前国内主要的辅助制动设备，大量装备在客车、大货车上，有效地提高了行车的安全性能。电涡流缓速器的制动性能试验是电涡流缓速器产品定型的主要试验之一。为验证B5-15系列电涡流缓速器的性能，本文在电涡流缓速器试验平台上对其进行试验，试验在深圳市特尔佳运输科技有限公司的电涡流缓速器标准试验室进行。

1 试验方案

1.1 试验平台

（1）发动机是广西玉柴机器股份有限公司生产的YC6112 ZLQ型立式、直列、水冷、四冲程、直喷发动机；（2）电涡流缓速器供电电源是华泰WYK-20030K直流稳压电源，最大输出电流30A，最大输出电压200V，手动控制/0-5V自动控制；（3）系统采用凌华IPC610整机，配置如下：主板PCA-6006VE，CPU P4 2.4GHz，内存 512M，硬盘 60G，带两个ISA插槽和4个PCI插槽以及两个COM端口；（4）数据采集及运动控制采用凌华DAQ2214多功能数据采集运动控制卡，该卡是32位的PCI总线方式的多功能数采卡，具有在线自校正的功能。（5）操作系统Windows XP；（6）开发工具是LabVIEW7.1专业开发版及PID控制包。

1.2 试验条件

（1）试验前保证励磁线圈制动初温为30℃俊妫唬）惯性飞轮的转动惯量I=150kg・m2；（3）数据每50ms采集一次；（4）每次试验均按照缓速器实际状态进行。

1.3 试验方法

（1）在10km/h～最大车速（车速是由变速箱速比和惯性飞轮的转动惯量测算出的，主要是模拟实际的状态，使具有可比性）范围内，至少10个点；每10km/h为一级，每制动一次，车速增加10km/h；（2）控制器档位：所有档位（电涡流缓速器的控制器有四个档位，分别为一、二、三、四档，电流的大小依次为25%F.S、50%F.S、75%F.S和100%F.S）；（3）制动次数：在每种车速、每种档位下各制动一次。

每次制动，记录最大制动功率及其对应的制动力矩、车速、电源功率，将每次制动的最大制动功率及其对应的制动力矩作为纵坐标、对应的车速作为横坐标画点，将同档位的所有点连线，便绘出了制动力矩和车速的关系曲线即功率特性曲线；将每次制动的最大制动力矩所对应的电源输入功率和最大制动输出功率的差值作为纵坐标、对应的车速作为横坐标画点，将同档位的所有点连线，便绘出了样件的功率损耗和车速的关系曲线即功率损耗曲线；将时间作为横坐标，扭矩作为纵坐标绘制热衰退曲线。找出功率损耗曲线上的最大功率损耗点及其对应的车速。

2 试验结果及分析

2.1 试验结果

试验10天内进行了多次重复试验，试验结果如图1至图3所示。

图1 B5-15功率特性曲线

2.2 试验结果分析

分析图1可以看出制动力矩随着励磁电流的加大而增大，在相同励磁电流的情况下制动力矩在不同的转速下值不同，功率特性曲线呈凸状，最大制动力矩都比设计值小。具体分析如下：

一档时最大扭矩为261.44 N・m，对应转速为29.031km/h；二档时最大扭矩为550.02 N・m，对应转速为47.866km/h；三档时对大扭矩为816.74 N・m，对应转速为44.348km/h；四档最大扭矩为1222.7 N・m，对应转速为31.623km/h。该系列电涡流缓速器实测最大扭矩为1222.7N・m，比设计值1500 N・m小277.3 N・m，小了18%。

分析图2可以看出电涡流缓速器的损耗功率随着励磁电流的增大而增大，在相同励磁的电流的情况下，损耗功率基本上是随着转速线性增大的。一档时最大损耗功率为48.838kw，对应车速78.379km/h，对应制动力矩230.29N・m；二档时最大功率损耗为98.571kw，对应车速76.818km/h，对应制动力矩473.89N・m；三档时最大损耗功率128.85kw，对应车速74.433km/h，对应制动力矩718.56N・m；四档时最大功率损耗为200.79kw，对应车速72.747km/h，对应制动力矩1018.6 N・m。

图2 B5-15功率损耗曲线

图3 B5-15热衰退曲线

分析图3可以看出电涡流缓速器制动力矩和制动时间近似呈负幂指数的关系，即制动力矩随着时间的加长先是衰减，衰减到一定值后就基本保持不变。这种现象叫热衰退。经过100s后制动力矩从最大值1222.7 N・m衰减到576.5N・m，衰减了52.85%。此后基本保持576.5 N・m不变。

以上的分析结果和对应型号的电涡流缓速器的理论设计及国外相应的检测结果基本相符，除了最大制动力矩外误差均小于5%。但是，在试验过程中也发现存在以下问题：（1）缓速器制动的时候散发大量的热使环境温度升高，最高的达到了67℃，在散热条件不太好的情况下传感器的性能容易受到温度的影响。（2）现场发动机的巨大震动引起传感器的特别是拉压传感器的抖动，使数据容易出现跳动造成偏差。

3 结论

通过B5-15系列电涡流缓速器制动性能试验的功率特性、功率损耗特性以及热衰退特性试验，结果表明该款电涡流缓速器的性能基本达到了预期的设计效果，但是还需要针对热衰退和制动功率损耗做相应的改进，使产品性能更加符合实际行车制动需求。

参考文献

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