李奇峰，張學(xué)申，黃國寧，郭玉峰

（凱邁（洛陽）機(jī)電有限公司，河南 洛陽 471003）

電渦流緩速器驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用研究

李奇峰，張學(xué)申，黃國寧，郭玉峰

（凱邁（洛陽）機(jī)電有限公司，河南 洛陽 471003）

主要介紹電渦流緩速器驅(qū)動(dòng)器在車輛安裝和應(yīng)用中的技術(shù)問題，并從應(yīng)用原理層面進(jìn)行深入分析和研究，提出有效的解決方法和努力方向，對(duì)驅(qū)動(dòng)器在車輛上的安裝及提高電渦流緩速器工作可靠性有重要意義。

電渦流緩速器；驅(qū)動(dòng)器；應(yīng)用；技術(shù)

電渦流緩速器作為一種獨(dú)立汽車輔助制動(dòng)裝置，被廣泛應(yīng)用于特大型客車、大型客車、公交車及重型貨車等車輛上。其主要應(yīng)用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)車輛輔助制動(dòng)，減少車輛主制動(dòng)系的使用頻率和強(qiáng)度，提高車輛行駛的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。而控制緩速器工作的核心器件就是驅(qū)動(dòng)器。

1 驅(qū)動(dòng)器的分類和特點(diǎn)

1.1 驅(qū)動(dòng)器分類

從驅(qū)動(dòng)器件上分，目前電渦流緩速器驅(qū)動(dòng)器主要分兩種：電子式驅(qū)動(dòng)和繼電器驅(qū)動(dòng)。電子式驅(qū)動(dòng)主要是通過智能功率器件或MOS管實(shí)現(xiàn)，而繼電器式驅(qū)動(dòng)主要是由大功率繼電器實(shí)現(xiàn)。

從控制方式上分，主要分3種：無級(jí)控制、分檔位控制和混合模式控制。其中，無級(jí)控制主要采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的連續(xù)變化，其控制器件不再是檔位開關(guān)，而是角度傳感器、壓力傳感器或電位器等輸入信號(hào)可連續(xù)變化的控制器件；而分檔位控制的控制器件主要為手撥開關(guān)或與制動(dòng)踏板聯(lián)合制動(dòng)的壓力開關(guān)等，大多采用將總電流按檔位均分的方式進(jìn)行；混合模式控制是將以上兩種方式綜合運(yùn)用，即將PWM技術(shù)運(yùn)用到分檔控制的模式中，在特定檔位上負(fù)載線圈同時(shí)通以設(shè)定占空比的電壓，平均電流可隨檔位不同而變化，從而實(shí)現(xiàn)車輛的分檔位制動(dòng)。

1.2 驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)

1.2.1 共同點(diǎn)

1）無論是繼電器或是電子驅(qū)動(dòng)器，其所帶負(fù)載相同，均為緩速器線圈。當(dāng)線圈工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的自感電勢，對(duì)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生強(qiáng)烈的電壓沖擊。

2）兩者的供電系統(tǒng)及安裝環(huán)境相同。

1.2.2 不同點(diǎn)

電子式驅(qū)動(dòng)器與繼電器式驅(qū)動(dòng)器各自的特點(diǎn)見表1。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，兩種驅(qū)動(dòng)器曾配套過的部分國內(nèi)車型見表2。根據(jù)用戶需要，兩者可自由選擇。

表1 電子式和繼電器式驅(qū)動(dòng)器各自的特點(diǎn)

2 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用原理圖

無論是電子式驅(qū)動(dòng)或是繼電器驅(qū)動(dòng)，其在車輛上的接線方式和應(yīng)用原理基本一致，其外圍接線及內(nèi)部原理見圖1。驅(qū)動(dòng)器控制端1、2、3、4接檔位開關(guān)，驅(qū)動(dòng)輸出端I、II、III、IV接緩速器定子線圈，“-”端通過驅(qū)動(dòng)器搭鐵線與車輛負(fù)極相接，“+”端接車輛24V電源。

表2 兩種驅(qū)動(dòng)器曾配套過的部分國內(nèi)車型

3 驅(qū)動(dòng)器安裝和應(yīng)用中的技術(shù)問題分析

結(jié)合應(yīng)用原理圖，從驅(qū)動(dòng)器在車輛上的安裝及應(yīng)用方面分析，可能出現(xiàn)的技術(shù)問題簡要匯總?cè)缦隆?/p>

1）驅(qū)動(dòng)器搭鐵不良造成車輛在運(yùn)行一段時(shí)間后功率管擊穿或繼電器觸點(diǎn)拉弧燒結(jié)。

2）驅(qū)動(dòng)器搭鐵線脫落造成車輛在極短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)功率管擊穿或繼電器觸點(diǎn)燒結(jié)。

3）接線柱螺母松脫造成驅(qū)動(dòng)器接線柱燒損等安全事故。

3.1 搭鐵不良造成驅(qū)動(dòng)器損壞的原因分析

理論上，驅(qū)動(dòng)器搭鐵與緩速器主機(jī)搭鐵為同一個(gè)點(diǎn)，實(shí)則不然。從驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用原理圖看，兩根搭鐵線分別搭鐵，兩者間存在搭鐵電阻R。其在車輛上的安裝方式有3種：①兩根搭鐵線均接蓄電池負(fù)極；②兩根搭鐵線均接車大梁；③其中一根接負(fù)極，另一根接大梁。以上任意一種搭鐵方式，均存在搭鐵電阻，應(yīng)用原理見圖2。此電阻串聯(lián)在線圈的放電回路中，在線圈斷電瞬間，因反向感應(yīng)電動(dòng)勢的放電回路不暢，以致功率管的漏源極或繼電器觸點(diǎn)的輸入輸出端電壓過高而損壞驅(qū)動(dòng)器。

3.2 搭鐵線脫落造成驅(qū)動(dòng)器損壞的原因分析

驅(qū)動(dòng)器搭鐵線脫落后的工作過程見圖3，工作流程如下。

1）若檔位開關(guān)輸入24V到第一路，則驅(qū)動(dòng)器控制端的電流回路見圖3：1檔控制端的電壓經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器的“-”端→1檔的續(xù)流二極管→向下到緩速器線圈→通過主機(jī)搭鐵線構(gòu)成控制回路，致使I檔的觸點(diǎn)閉合，緩速器線圈通電工作。

2）I檔觸點(diǎn)閉合，則續(xù)流二極管陰極電壓被強(qiáng)制抬高到24V，致使控制回路被切斷，使得I檔觸點(diǎn)斷開，緩速器線圈兩端積聚的反向感應(yīng)電動(dòng)勢沒有放電回路。

3）因I檔觸點(diǎn)斷開，則重復(fù)步驟1，控制回路再次接通，較強(qiáng)的反向電勢只能通過觸點(diǎn)向電源放電，如此反復(fù)閉合—斷開—閉合—斷開，致使繼電器觸點(diǎn)或驅(qū)動(dòng)器功率管在短時(shí)間內(nèi)被拉弧損壞或高壓擊穿，影響緩速器的正常使用。

3.3 接線柱螺母松脫造成驅(qū)動(dòng)器接線柱燒損的原因分析

驅(qū)動(dòng)器接線柱尤其是驅(qū)動(dòng)輸出極的接線柱螺母松脫，致使導(dǎo)線與輸出端接觸不良，即接觸電阻過大，則接線柱通過大電流時(shí)因電阻過大而發(fā)生過熱燒損或燒毀，從而引起品質(zhì)問題甚至安全事故。

4 驅(qū)動(dòng)器安裝應(yīng)用問題的解決方法

驅(qū)動(dòng)器面臨的主要技術(shù)問題是：負(fù)載線圈在斷開瞬間產(chǎn)生強(qiáng)烈的自感電勢，而安裝和應(yīng)用中出現(xiàn)的問題致使搭鐵電阻過大、放電回路不暢，使得功率管漏源極電壓過高，出現(xiàn)高壓擊穿損壞或繼電器觸點(diǎn)拉弧粘連，影響緩速器正常使用?，F(xiàn)從安裝和應(yīng)用方面提出如下解決辦法。

1）驅(qū)動(dòng)器接線柱采用導(dǎo)電性和散熱性能良好的銅螺栓。

2）接線端子選擇不易氧化、尺寸規(guī)格和通電電流均滿足使用要求的接線片。

3）用定力矩扳手將所有接線柱固定牢固。

4）驅(qū)動(dòng)器搭鐵線徑不能小于6mm2。

5）若驅(qū)動(dòng)器搭鐵線就近搭鐵，須加焊搭鐵接線柱且涂抹防銹油，一般要求搭鐵點(diǎn)對(duì)蓄電池負(fù)極的電阻不大于200mΩ；建議將驅(qū)動(dòng)器搭鐵線直接接于緩速器主機(jī)搭鐵端，且導(dǎo)線不宜過長。由于部分車輛采用整車控負(fù)的功能，故不推薦將其接于蓄電池負(fù)極。

6）車輛布線時(shí)，注意預(yù)留200mm以上的振動(dòng)或跳動(dòng)余量，以免將接線端子拉脫。

7）對(duì)緊固件要定期檢查和預(yù)緊。

以上均是從安裝和應(yīng)用方面提出的舉措，為了確保任何情況下反向電動(dòng)勢的續(xù)流回路暢通，可將驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的續(xù)流二極管移出，將其集成在主機(jī)接線盒上，如圖4所示，但要注意水、塵、碎屑及高溫等對(duì)半導(dǎo)體的影響。

后續(xù)可考慮增加驅(qū)動(dòng)器保護(hù)和報(bào)警電路，避免因搭鐵電阻過大而損壞驅(qū)動(dòng)器。

5 結(jié)論

電渦流緩速器自進(jìn)入國內(nèi)市場發(fā)展至今，通過批量應(yīng)用、品質(zhì)改進(jìn)和技術(shù)更新，已日臻成熟并趨完善。目前核心集中在提高驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用可靠性方面，繼電器式驅(qū)動(dòng)器因其明顯的價(jià)格優(yōu)勢和易維修性使其在激烈的市場競爭中仍占據(jù)一席之地，而電子式驅(qū)動(dòng)器因其使用壽命較長而得到客戶青睞。無論是繼電器式驅(qū)動(dòng)器或是電子式驅(qū)動(dòng)器，其在安裝和應(yīng)用中面臨的技術(shù)問題相似，本文從技術(shù)原理層面進(jìn)行分析和研究，在此基礎(chǔ)上提出解決方法，為提高緩速器的應(yīng)用可靠性提供參考。

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（編輯文珍）

Applied Research of Eddy Current Retarder Drive

LI Qi-feng，ZHANG Xue-shen，HUANG Guo-ning，GUO Yu-feng
（CAMA（Luoyang）Electromachanic Co.，Ltd.，Luoyang 471003，China）

The technical problems of eddy current retarder drive in vehicle assembly and application are introduced here. The effective solution and development direction are proposed through deep analysis and study，which are important to the drive installation and raising the working reliability of eddy current retarder drive.

eddy current retarder；drive；application；technology

U463.532

B

1003－8639（2014）06－0066－03

2014-02-19；

2014-03-25

李奇峰（1981-），女，河南洛陽人，E-mail:lqf619@163.com。