1 电涡流缓速器功能与特点

缓速器作为一种辅助制动设备， 与机械式制动相比较， 具有稳定、 灵敏、 无污染的优点。 其中的电涡流缓速器， 相比于其他类型的缓速器， 具有结构简单、 易于使用和保养的优点， 因而在大中型车辆上广泛使用。 典型部件构成为： 形成涡流的一体化金属转子、 8绕组定子 （分成4组， 通过控制短接绕组的数量来控制产生的磁场强度， 最终控制减速力矩）、 手柄开关、 气压开关、 控制盒和线束。 但是，此类缓速器的缺点也是明显的，以12 m客车使用的TELMA缓速器举例， 其缺点如下。

1） 定子绕组消耗电流巨大。 8个绕组同时工作时消耗的电流为24 V， 120 A。 因而， 必须专为缓速器配置一台150 A的发电机， 并使用大截面铜导线（35~50 mm2截面），使得安装工艺复杂、成本上升。

2） 综合效率低。 车辆加速所获得的动能完全来源于燃油，在缓速器使车辆减速时，车辆的动能转化为电涡流使转子发热，热量最终通过大气散发。因而，使车辆加速的一部分燃油转变成了热量，白白浪费。这一点与传统机械式制动并无区别， 仍然是低效率的。 同时， 还造成金属转子异常高温，对转子本身的材质和散热环境都提出了更高的要求。

针对以上问题，提出一个思路：假如能够回收无谓消耗的电能，就可以提升综合效率、节省燃油。

2 节能型电涡流缓速器

2.1 永磁型

图1为永磁转子节能涡流缓速器原理图。 永磁转子随传动轴旋转， 定子绕组产生感应电压。 永磁型缓速器在不起缓速作用时， 是作为发电机工作的。 原车发电机可以减小容量甚至取消。 当作为缓速器工作时， 发电线圈的输出电流经过控制器变流、 储存到超级电容内。 超级电容作为发电线圈的重负载兼储能元件。 超级电容内储存的电能可以供应整车用电或对蓄电池充电。 紧急模式下， 发电线圈也可以被逐步短路， 以获得最大的减速效果。

1） 优点 取代整车发电机功能， 原车发电机可以减小容量甚至取消，降低成本。回收制动能量，提高综合效率，节油。

2） 缺点 在缓速功能不使用时， 永磁转子仍然会产生旋转磁场，使得定子铁心会产生磁滞损耗。使用硅钢片可以降低铁损，但不可完全避免。同样，线圈内部铜导线也会产生涡流，产生铜损，也不可避免。上述2种损耗最终形成一个阻力矩， 作用于传动轴。永磁材料价格昂贵，且存在性能衰退。为避免永磁转子的2个弊端， 可以把永磁转子改为励磁式。

2.2 励磁型

图2为励磁转子节能涡流缓速器原理图。 转子由直流电流励磁，随传动轴旋转，定子绕组产生感应电压。缓速器不工作时，关断励磁电流，转子磁场消失（微弱剩磁的影响可以不计）。前述铁损、铜损随之消失。同时，成本低廉，磁场强度可以控制。