基于PIC单片机的六挡调控电涡流缓速器的设计
电涡流缓速器是一种高效汽车制动辅助装置，它既可以使汽车在坡道行驶时，方便地实行缓速和恒速行驶，也可以在高速公路或者路况较差的情况下，及时轻松地进行缓速，因此可极大提高汽车行驶时的安全性与舒适性。
目前国外使用的缓速器有两种形式，一种是利用液体的压力来实现的，称为“液力缓速器”，液力缓速器存在着结构复杂，维护困难等诸多缺点。另一种是“电涡流缓速器”，相比液力缓速器，它结构简单，维护方便。但国外的电涡流缓速器大多采用继电器作为控制元件(如法国的TELMA等)，由于继电器频繁吸合，触点寿命较低，而且制动力无法连续均匀调节。还有些产品采用大功率无触点开关作为控制元件(如德国的KLOFT等)，元件的寿命虽然大大提高，但使用在国内的车辆上时，经常出现故障问题。经过长时间的调研，发现故障原因是国外的制造商并没有考虑到国内车辆的制造工艺，以及驾驶员的操作习惯等问题，使得产品在结构上和控制方式上不适用于国内的情况。本文介绍的这种电涡流缓速器是针对以上问题而专门研制出的一种适合国内汽车的辅助制动装置。
电涡流缓速系统主要由电控部分、功率模块、励磁线圈以及转子组成。电控部分根据驾驶员的制动挡位信号以及速度反馈信号计算出合适的制动力的大小，并控制功率模块的导通，通过功率模块提供给励磁线圈合适的电流，以产生磁场，并在转子当中形成涡流，这种涡流的大小与转子的旋转速度成正比。涡流形成的磁场产生一个与转子旋转方向相同的转矩，由于作用与反作用的关系，转子则产生一个与自己转动方向相反的转矩，该转矩是转子转速和定子磁场电流的函数。磁通量的大小与励磁线圈的匝数以及所通过的励磁电流大小有关。转子安装在传动轴的两端，相当于给传动轴的转动施加了一个制动阻力矩，达到减速的效果。缓速器所需电流直接由汽车蓄电池供给。原理图如图1所示。
传统的电涡流缓速器多使用继电器直接驱动励磁线圈。本系统为了避免继电器频繁吸合，触点寿命低以及关断拉弧等弊端，采用了INFINEON公司的大功率MOS管取代继电器作为执行元件。考虑到汽车缓速器的大电流工作要求，选用了BTS550PE3146，该功率开关管含有过压、过温以及短路保护，平均工作电流为97A，短路电流可达180A。该智能功率开关加设了续流二极管，可有效地保证系统的可靠运行。一共有4个大功率管，每个开关管对应控制一组定子励磁线圈；由开关管的导通时间来决定励磁电流大小，实现制动力的调节。
现有电涡流缓速器的制动力矩变化曲线一般较硬，长期使用会对汽车后桥造成损害。本设计中，利用PIC单片机输出脉宽可调的控制信号来控制励磁电流，从而实现制动力的软特性，使得制动力渐进上升。同时通过改变PWM的输出频率来改变励磁电流大小，达到改变汽车制动力大小的目的。
该电涡流缓速器已经完成了电控部分样机的设计，已经进入了现场实验阶段。两台电涡流缓速器样机安装在浙江瑞安市瑞立集团公司的两辆载重9吨的解放卡车上，并且无故障运行1000小时以上。上表是试验过程中测得的电流数据。
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