電渦流緩速器驅動器的應用研究

李奇峰，張學申，黃國寧，郭玉峰

（凱邁（洛陽）機電有限公司，河南 洛陽 471003）

電渦流緩速器驅動器的應用研究

李奇峰，張學申，黃國寧，郭玉峰

（凱邁（洛陽）機電有限公司，河南 洛陽 471003）

主要介紹電渦流緩速器驅動器在車輛安裝和應用中的技術問題，并從應用原理層面進行深入分析和研究，提出有效的解決方法和努力方向，對驅動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；驅動器；應用；技術

電渦流緩速器作為一種獨立汽車輔助制動裝置，被廣泛應用于特大型客車、大型客車、公交車及重型貨車等車輛上。其主要應用電磁感應原理實現車輛輔助制動，減少車輛主制動系的使用頻率和強度，提高車輛行駛的安全性、穩定性和舒適性。而控制緩速器工作的核心器件就是驅動器。

1 驅動器的分類和特點

1.1 驅動器分類

從驅動器件上分，目前電渦流緩速器驅動器主要分兩種：電子式驅動和繼電器驅動。電子式驅動主要是通過智能功率器件或MOS管實現，而繼電器式驅動主要是由大功率繼電器實現。

從控制方式上分，主要分3種：無級控制、分檔位控制和混合模式控制。其中，無級控制主要采用脈寬調制技術（PWM）實現負載電流的連續變化，其控制器件不再是檔位開關，而是角度傳感器、壓力傳感器或電位器等輸入信號可連續變化的控制器件；而分檔位控制的控制器件主要為手撥開關或與制動踏板聯合制動的壓力開關等，大多采用將總電流按檔位均分的方式進行；混合模式控制是將以上兩種方式綜合運用，即將PWM技術運用到分檔控制的模式中，在特定檔位上負載線圈同時通以設定占空比的電壓，平均電流可隨檔位不同而變化，從而實現車輛的分檔位制動。

1.2 驅動器特點

1.2.1 共同點

1）無論是繼電器或是電子驅動器，其所帶負載相同，均為緩速器線圈。當線圈工作狀態發生變化時會產生較強的自感電勢，對驅動器產生強烈的電壓沖擊。

2）兩者的供電系統及安裝環境相同。

1.2.2 不同點

電子式驅動器與繼電器式驅動器各自的特點見表1。據不完全統計，兩種驅動器曾配套過的部分國內車型見表2。根據用戶需要，兩者可自由選擇。

表1 電子式和繼電器式驅動器各自的特點

2 驅動器應用原理圖

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

表2 兩種驅動器曾配套過的部分國內車型

3 驅動器安裝和應用中的技術問題分析

結合應用原理圖，從驅動器在車輛上的安裝及應用方面分析，可能出現的技術問題簡要匯總如下。

1）驅動器搭鐵不良造成車輛在運行一段時間后功率管擊穿或繼電器觸點拉弧燒結。

2）驅動器搭鐵線脫落造成車輛在極短時間內出現功率管擊穿或繼電器觸點燒結。

3）接線柱螺母松脫造成驅動器接線柱燒損等安全事故。

3.1 搭鐵不良造成驅動器損壞的原因分析

理論上，驅動器搭鐵與緩速器主機搭鐵為同一個點，實則不然。從驅動器的應用原理圖看，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極；②兩根搭鐵線均接車大梁；③其中一根接負極，另一根接大梁。以上任意一種搭鐵方式，均存在搭鐵電阻，應用原理見圖2。此電阻串聯在線圈的放電回路中，在線圈斷電瞬間，因反向感應電動勢的放電回路不暢，以致功率管的漏源極或繼電器觸點的輸入輸出端電壓過高而損壞驅動器。

3.2 搭鐵線脫落造成驅動器損壞的原因分析

驅動器搭鐵線脫落后的工作過程見圖3，工作流程如下。

1）若檔位開關輸入24V到第一路，則驅動器控制端的電流回路見圖3：1檔控制端的電壓經過驅動器的“-”端→1檔的續流二極管→向下到緩速器線圈→通過主機搭鐵線構成控制回路，致使I檔的觸點閉合，緩速器線圈通電工作。

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

3）因I檔觸點斷開，則重復步驟1，控制回路再次接通，較強的反向電勢只能通過觸點向電源放電，如此反復閉合—斷開—閉合—斷開，致使繼電器觸點或驅動器功率管在短時間內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動器接線柱燒損的原因分析

驅動器接線柱尤其是驅動輸出極的接線柱螺母松脫，致使導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因電阻過大而發生過熱燒損或燒毀，從而引起品質問題甚至安全事故。

4 驅動器安裝應用問題的解決方法

驅動器面臨的主要技術問題是：負載線圈在斷開瞬間產生強烈的自感電勢，而安裝和應用中出現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，出現高壓擊穿損壞或繼電器觸點拉弧粘連，影響緩速器正常使用。現從安裝和應用方面提出如下解決辦法。

1）驅動器接線柱采用導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）驅動器搭鐵線徑不能小于6mm2。

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

6）車輛布線時，注意預留200mm以上的振動或跳動余量，以免將接線端子拉脫。

7）對緊固件要定期檢查和預緊。

以上均是從安裝和應用方面提出的舉措，為了確保任何情況下反向電動勢的續流回路暢通，可將驅動器內部的續流二極管移出，將其集成在主機接線盒上，如圖4所示，但要注意水、塵、碎屑及高溫等對半導體的影響。

后續可考慮增加驅動器保護和報警電路，避免因搭鐵電阻過大而損壞驅動器。

5 結論

電渦流緩速器自進入國內市場發展至今，通過批量應用、品質改進和技術更新，已日臻成熟并趨完善。目前核心集中在提高驅動器的應用可靠性方面，繼電器式驅動器因其明顯的價格優勢和易維修性使其在激烈的市場競爭中仍占據一席之地，而電子式驅動器因其使用壽命較長而得到客戶青睞。無論是繼電器式驅動器或是電子式驅動器，其在安裝和應用中面臨的技術問題相似，本文從技術原理層面進行分析和研究，在此基礎上提出解決方法，為提高緩速器的應用可靠性提供參考。

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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。