何富君，张雨婷，刘凯，王帅

(东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318)

0 引言

永磁缓速器是一种新型缓速装置，非常适用于大中型客货车的缓速应用，相对电磁缓速器具有体积小、质量轻、高效节能等优点[1-2]。永磁缓速器利用永磁涡流耦合原理把汽车行驶的动能转化为热能，并通过风冷、水冷等方式散发掉，从而实现汽车的制动[3]。永磁缓速器主体结构剖视图如图1所示。

图1 永磁缓速器局部剖视图

常规永磁缓速器转子鼓中的永磁铁常采用径向充磁方式[4]，如图2(a)所示。这使转子鼓与外围定子鼓之间气隙内的磁场并非呈理想的波形分布，气隙内磁密较小，进而使制动力矩较小。而Halbach阵列是将每块永磁铁的磁极按照一定规律排列组合后，能够把磁能聚集到永磁体单侧[5]，图2(b)中给出Halbach向外聚磁中的一种充磁方式。理想的Halbach阵列生成的气隙磁密波形正弦度高、谐波分量小，单侧磁感应强度高，用于缓速器能够提高制动力矩。Halbach阵列现已经应用于永磁电机、永磁齿轮等领域[6-7]，但是在永磁缓速器领域只有少量研究。

图2 永磁体磁极排列方式

永磁缓速器工作时产生的大量热能会导致缓速器永磁体退磁、制动力矩衰减等问题[8]，然而国内外学者在设计缓速器结构时，常常忽略了温升的影响。因此，本文基于Halbach原理设计一种新型永磁缓速结构，开展性能研究及结构优化，并开展了缓速器的热影响研究，以保证缓速器工作于合理的温度区间。

1 Halbach永磁缓速器结构与工作原理

基于Halbach结构的永磁缓速器结构如图1所示，主要由永磁铁、内轭铁、铜环、散热环组成。……