建议推广磁粉离合器磁粉制动器电动驱动系统

磁粉离合器(Magneticpowder clutch—MPC)和磁粉制动器(Magnetic powder brake—MPB)是性能优异的自动控制和自动调节元件，在电动驱动系统中采用磁粉离合器伺服机构是提高快速性的有效途径。将二者与电动机(Motor—M)结合应用可形成三个调节元件的MMM柔性调节电动驱动系统，可实现快速驱动与快速制动以实现精确定位。

自动控制系统中的伺服机构能瞬间检测到实际工作状态和预期工作状态之间出现的偏差，并能以此偏差为信息进行调节，使实际工作状态接近预期工作状态。当前一般普通电动伺服机构只是调节伺服电动机（M）以调节输出转矩、转速，以达到伺服驱动的目的。在这类普通电动驱动系统中电动机的转子的功能有二：一方面要把电能转换为机械能，因为转子内要有足够大的磁路和电路，其转动惯量很大；另一方面，转子又是带动负载的被控对象，要求转子转动惯量小才能快速启动、制动、转向以驱动负载。因此这种普通的电动伺服机构的缺点是转动惯量大，被调节的电功率大，因频繁启动、停止、反转而要求电动机容量大。目前在航空、航天飞行器中应用的磁粉离合器伺服机构不是直接调节电动机，其电动机带动推挽连接的两个反向旋转的磁粉离合器MPC的转动惯量较大的主动转子恒速旋转，两个磁粉离合器的输出转子也推挽连接在一起。当正向MPC有信号时，则此MPC的输出转子带动负载正向转；当反向MPC有信号时则其转子带动负载反向转。而MPC用杯形输出转子，转动惯量小，故快速性高而驱动功率小。并且MPC传递的转矩与转速无关，有“定转矩性”，只用激磁电流大小就能成正比地控制转矩。如果在系统的输出部分加上磁粉制动器MPB则能更准确地制动。该方案可参阅本人在上海交通大学出版的中英文对照《传动技术》1998年12月第三十六期发表的《MMM柔性调节式电动作动系统》一文以及1993年1月《机械设计》刊载《磁粉离合器伺服机构》一文。

磁粉离合器和磁粉制动器的基本原理如同电磁铁，当磁路中激磁电流大、磁场强时，则吸附的磁性粉末多，通过磁粉链传递的转矩大。其传递转矩的原理与电动机的电磁感应定律无关，故传递的转矩与控制电流呈线性关系，基本上成正比，不受转速影响。

该项技术已应用于各种飞机、导弹也可应用于机器人、机械手、汽车、起重机械、采矿机械、皮带机及家用电器、健身器械等领域。特别推荐用于高速导弹、无人驾驶电动汽车、无人机、无人艇、无人潜艇等领域。在创新领域具有极大的现实意义。

另外特别指出的是，现在电动汽车是热门产品，而无人驾驶汽车成为热门中的热门。动和静，启动和制动是对立的统一。但是现实中人们只追求快速启动、快速运行，而忽视安全制动。但一切事故均产生于制动（刹车）失灵。传统的液压气压的刹车系统只用于大型车辆。传统的摩擦式刹车系统存在着刹车片磨损失灵、摩擦片粉末污染环境的问题。这是大量交通事故的机械主因。而由欧盟传来的涡流式车用缓速器只在某一转速时产生最大刹车转矩，在车行高速和低速时刹车转矩变低甚至为零，并且体积大、重量重、控制功率大、结构复杂，使用效率一般。在电动汽车中还可以用电动机反接制动的办法协助刹车，但制动刹车的转矩会随转速而变化，刹车效果有限。而采用磁粉制动器（或磁粉式车用缓速器）刹车时则无论车速高或低刹车转矩只随电流成正比变化，最为可靠。这是保证行车安全、精确定位的最好保障，应大力推广。

北京航空航天大学磁粉离合器课题组从1965年开始研究该项技术，早已应用于若干种飞机、导弹的伺服机构，并推广应用于印刷、纺织、石油勘探、自动生产线、家用电器、测试加载等领域。曾获1978年全国科技大会奖、航空部基础科学研究基金奖，是中国机械行业标准《磁粉离合器》和《磁粉制动器》的主要起草单位，并拥有以软磁性粒子（磁粉）作为制动介质的车用缓速器的发明专利。该项技术北航在全国处于领先地位，如获大力推广理应为国家作出更大的贡献。