更新时间：2022-08-26 10:06
制动转矩是阻碍电机启动的转矩，需要通过有效抑制发电制动转矩和脉动转矩，才能够使电机起动能力得到显著增强。电机极对数不同，制动转矩也不同。
最大制动转矩（Maximum Brake Torque，MBT）是利用优化最佳点火点时间来获取内燃发动机的最大功率和效率的优点。
总有一种用于发动机的所有工作条件下的最佳点火时间。MBT在油门全开（WOT）时是最适当延缓时间，并创建一个小的安全边际是明智的。也可以通过考虑所有的发动机的运转条件，通过其传感器来计算发动机的MBT。操作条件有下面这些发动机参数来定义：lambda，发动机负荷，内部废气再循环，发动机转速，及点火提前。
异步起动永磁同步电动机因其有较高的效率、功率因数和转矩密度而在高效节能场合的应用日益广泛，但由于其结构特点，在起动过程中定转子极数相同，会存在着较大的发电制动转矩和脉动转矩，使得在起动过程中的最小转矩变小，严重影响电机的起动能力。该文基于一种新型 6/8 变极起动永磁同步电动机，实现起动时定子绕组 6极，转子永磁体 8 极，以有效的削弱发电制动转矩和脉动转矩，提高起动能力；待一定时刻定子绕组切换成 8 极完成牵入同步稳定运行。该文中分别对该变极起动电机 6极状态和 8 极状态下的电抗参数、磁场、转矩进行了分析及计算，得到 6 极起动情况下的各转矩分量-转速曲线，并同常规 8 极异步起动永磁同步电动机进行比较，其结果表明对于该变极起动电机 6 极起动过程中发电制动转矩和脉动转矩得到了有效地抑制，显著提高电机起动能力。最后，通过二维有限元模型仿真、对样机发电制动转矩的测量和空载起动实验，有效的验证了其正确性。
在计算笼型转子异步电机的能耗制动转矩时,传统方法仁是假定在电机定子的三相绕组中流过与制动直流电流等效的交流电流,运用异步电动机向图推导出转矩计算公式,其推导过程很难体现出能耗制动的物理概念。本文认为异步电动机能耗制动过程的物理模型是一台短路的隐极式同步发电机,并在隐极式同步发电机向量图的基础上,利用鼠笼式电机的参数计算出定子直流磁势的基波幅值,转子开路电势和转子电枢反应电抗等,推导出转矩计算公式。本文还论证了这两个转矩计算公式之间的关系。
电动汽车是适应能源危机和环境污染的新产物，相信不久的将来会成为交通上的主流，本文主要研究电动汽车制动时的制动转矩和制动力，加深人们对电动汽车的了解，也希望大家在购车和使用汽车的同时能够考虑环保问题。
再生制动转矩
再生制动转矩是由电机来提供的，目前应用最为广泛前景最好的就是无刷直流电机（以下都以电机代称），下面先对电机进行研究。
制动转矩输出特性
电机能够提供的转矩越大则电机制动力也就越大，电机能够提供的转矩越小则制动力也就越小。所以说，电机的转矩输出特性决定了电动汽车的再生制动性能。
制动转矩输出理想数学模型
电机的转矩输出特性与电机的转速有关，简单描述为：低转速恒转矩，高转速恒功率。众所周知由于摩擦盘厚度的变化(DTV)和热变形引起制动转矩变化(BTV)是抖振的激励源。由于难以定量预测温度影响的摩擦力,故本文不涉及热变形。代之,本文研究制动测力器相对低温的试验状况以减少温度的影响。当制动测力器运转求制动运动的动特性时,因制动部件和制动测力器由于很高转速制动盘激励而忽略振动分析,时间-域分析本身可以有效不涉及制动器结合引起低频激励的机理。该动力学模型包括衬垫与盘接触面间正压力变化,并许可BTV表示为一分析形式。有些论述通过试验表明BTV与几个系数有关,如温度、转数和DTV。本文则假定DTV不随时间变化,而摩擦系数简化为只是盘角速度的给定函数。该动力学模型已由制动测力器制动试验和一些机械试验证实。
制动转矩动力学方程式
制动测力器的制动模型试验用以测量制动系统BTV值,称之为BTV试验。该制动模型动态试验由等效1/4车辆质量的惯量和制动系统组成。当该惯量角速度达到一确定值时,驱动力停止,然后制动系统接合。制动系统接合时,测出几个动力参数。推荐以下模型分析阐述BTV试验。无BTV的制动模型用摩擦厚度变化和系统刚度以及阻尼之间相互关系求出BTV法向负荷变化的结果。该摩擦系数处理作为转速的非线性函数在实际阻尼时间仿真中求得-精确的结果。制动系统阻尼值可以用一瞬态试验测出。该制动模型是十分有用的。今后可以用制动的抖振的激励模型,同时它还简单提供BTV。参数:L因盘和衬垫之间接触法向压力变化,由于摩擦传递的转速变化,BTV随L增加而线性增大。参数:DTV回转主要回转阶数是一阶,造成BTV与时间关系为正弦波形。故DTV不影响制动性能,但主要对BTV起作用。参数:衬垫刚度衬垫的高非线性比例特性,对于压力即使摩擦系数一般随压力增加而减小,一个高的压力将造成一个高的BTV。参数:有效半径有效半径简单确定制动性能,但高有效半径设计不幸将造成高的BTV,因此一个大的制动系数要求一小的DTV和一较柔性的制动衬垫。
齿轮是人造卫星和飞船中大量使用的活动机械构件． 这 类 空 间 齿 轮 系 统 一 般 输 出 转 速 较 低( ≤100 r/min) ，负荷转矩范围约为 0 ～10 N·m，由于啮合部位摩擦生热严重，且空间中无对流散热条件，因此齿轮容易发生粘着磨损和冷焊问题，寿命大为缩短． 目前国内外已有许多科研机构研制了专门用于研究该问题的真空摩擦试验机。这类试验机的共同特点是能够在真空环境及低速条件下提供平稳、可调制动转矩，其通常由制动器实现．目前常用的制动器主要有以下 3 种: 摩擦制动器; 磁粉制动器; 电机制动器． 其中摩擦制动器的基本原理是将 2 个摩擦盘在一定压力下相接触，在相对运动的作用下产生制动转矩． 不足之处是其制动转矩与转速有关，且摩擦生热问题使其只能通过传动轴间接工作于非真空环境，故对真空罐的密封要求十分苛刻． 磁粉制动器的基本原理是通过填充于工作空间的磁粉链传递转矩，不管制动盘的转速如何，只要能使通过励磁绕组的电流保持恒定，其产生的制动转矩就保持恒定． 不足之处是制动器始终处于滑差状态，滑差转矩和转速所消耗的功率全部转化为热量，因此该种制动器也不能直接工作于真空环境中． 电机制动器的基本原理是使电机( 由于电刷容易出现烧蚀问题，因此多采用无刷电机) 工作于发电机状态，通过外接电阻控制绕组电流达到调节制动转矩之目的． 这种制动器中，机械能首先转变为电能，由导线引至非真空环境后，再转化为热量，大大提高了可靠性，因此电机制动器是目前空间齿轮寿命实验系统的主要制动负载形式．其不足之处是:低速条件下电机的输出电压很低，由于绕组本身有一定的内阻，故即使直接将电机馈电端短路，也可能难以提供足够的制动转矩。加入增速齿轮固然可解决该问题，但增速齿轮亦会磨损。电枢电流为交流，因此转矩不平稳，有明显的顿挫感。电机内有永磁体，较难实现零制动转矩。有的寿命实验系统将负载输出轴引至非真空环境，在真空罐外部安装磁粉制动器，但此举导致了真空罐密封成本大幅度增加，对实验设备提出更高的要求。
针对这些问题，提出一种基于磁阻式步进电机的恒定制动转矩负载，其基本原理是利用相电流细分技术，在电机定子磁极上合成出大小恒定而落后转子相位 π/2 的旋转磁场，使转子在等速旋转状态下保持其最大静态锁定转矩，达到使其输出与转速无关的平稳制动转矩之目的．基于磁阻式步进电机的恒定制动转矩负载原理在传统的电机制动器中，由于转速决定相电流，导致转速和转矩不能兼顾，故为得到与转速无关的平稳可调制动转矩，必须分别控制转速和电流． 而且，为使零电流时达到零转矩，应采用不带有永磁体的电机． 据此，采用了三相磁阻式步进电机( 亦称反应式步进电机) 作为制动电机，在经过细分的三相驱动电流作用下，对外输出与转速无关的平稳制动转矩． 由于电流幅值决定转矩，而其频率决定转子转速，使二者得到分别控制，且发热元件是其控制电路中的功率管( 安装在非真空环境中) ，解决了传统电机制动器存在的问题，达到真空齿轮寿命实验系统的要求．通过相电流细分方法，在磁阻式步进电机内部构造出大小恒定旋转磁场，并借助转子位置和转速传感器，使转子和旋转磁场严格保持 π/2 相位差，从而使电机在旋转状态下输出平稳可调的静态锁定转矩． 研制了恒转矩负载，搭建了实验系统． 实验结果表明: 在转速 1 ～ 160 r/min 范围内，该恒转矩负载可提供 0． 65 ～8． 43 N·m 的平稳可调制动转矩，有效解决了传统电机制动器存在的转矩不平稳、转矩与转速有关的问题．