CN103448750B - 列车平动动能发电制动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车平动动能发电制动装置，包括列车上装置和环列车轨道装置，所述列车上装置包括列车以及安装在所述列车上的若干组电磁铁，所述电磁铁两极的连线与所述列车的纵向平行；所述环列车轨道装置包括环列车轨道设置并供列车穿过的若干节螺线管式闭合导线，所述环列车轨道装置设置在列车将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、和/或所述列车不得加速通行的下坡道的路段。本发明还公开了一种利用上述装置进行发电制动的方法。本发明使得能够在列车有减速、不加速或停止运行需要的路段或车站，将列车的动能直接转换为电能，实现发电和列车制动。

Description

列车平动动能发电制动装置及方法

技术领域

本发明涉及发电和制动装置技术领域，尤其涉及一种列车平动动能发电制动装置及方法。

背景技术

1831年，法拉第实验表明，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象，所产生的电流称为感应电流。并总结如下定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的磁通量变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。

应用电磁感应原理，法国人毕克西次年(1832年)发明了手摇式直流发电机，德国西门子1866年发明了将其它形式能源转换成转动机械能进而发电的设备，他们创立了发电机由转子和定子构成的模式并沿用至今。其中转子为某种电磁铁(或永磁铁)，定子相当于导体线圈闭合电路，通入一定励磁电流后转子电磁铁周围就具有了磁场，由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动转子转起来，转子周围的磁场相对于定子线圈来说就是一个变动的磁场，定子闭合电路中有了磁通量的变化，定子线圈切割磁感线，在定子电路中产生感应电动势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。于是水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为转动机械能，再由机械能转换为电能。

而水利、风力发电站通常远离城市，加大了电网建设投资、高压电缆原材料耗费和电能在长途输送中的损失；火力发电可靠近城市，但对城市环境空气污染严重；转子转动发电的模式须先将其他能量转化为转动，再由转动的机械转换为电能，两次能量转换即两次能量损 失，影响效率。

列车动能的大小与其重量及速度的平方成正比，而与列车制动相矛盾。与列车重量、速度及制动相关的技术背景概述如下：

从1814年英国人乔治.斯蒂芬森发明了被称为“半统靴”的蒸汽机车近两百年来，铁路发展史就是一部列车制动技术不断改进伴随列车重量和速度不断提高的历史。列车制动意即人为地制止列车的运动，包括使列车减速，不加速或停止运行。显然，列车有效制动为列车重量和速度提高提供了安全保障。

发展到今天，铁路现代化的两个标志“重载和高速”，已达到一定水平。例如：

重载方面，国外重载列车牵引重量一般为1～3万吨，美国重载列车编组通常为108辆货车，牵引重量为13600吨；加拿大典型单元重载列车编组为124辆货车，牵引重量为16000吨；南非重载列车的牵引重量一般为18500吨～2万吨；澳大利亚哈默利斯铁矿铁路重载列车一般编组为226辆货车，牵引重量为28000吨；巴西维多利亚-米纳斯铁路标准编组列车为320辆编组，列车牵引重量31000吨。2001年6月21日，澳大利亚在纽曼山-海德兰铁路线上，试验开行了编组达682辆货车的重载列车，列车总长7353米，牵引重量达99734吨，净载重为82000吨，创造了重载列车新的试验记录。

高速方面：

(1)营业最高速度

钢轮式：德国，330km/h，ICE-LGV东欧线；法国，320km/h，TGV-LGV东欧线；日本，300km/h，新干线；中国，300km/h，CRH2-...CRH380武广、郑西、沪宁、京沪、沪杭、广深港；每小时300公里左右的还有：西班牙AVE、意大利TAV、韩国KTX、台湾高铁；俄罗斯，240km/h高铁Sokol240；美国，210km/h，Acela特快；瑞典，200km/h，X2000列车；

磁悬浮式：430km/h中国，上海线。

(2)试验之最高速度

钢轮式：法国，574.8km/h；中国，487.3km/h；日本，443km/h；德国，406km/h；韩国，352.4km/h；意大利，319km/h；

磁悬浮式：日本，581km/h；德国，501km/h；据报道中国在研发真空管道磁悬浮列车时速4000公里。

本领域技术人员都清楚，在向“重载和高速”迈进中的技术瓶颈之一，仍然是列车动能大幅提高带来的列车制动难题。按现有技术列车制动方式主要有闸瓦制动、盘形制动、磁轨制动、轨道涡流制动、旋转涡流制功、电阻制动、再生制动、液力制动、逆汽制动等。制动往往需要额外消耗某些能量，再转化为热而消散；且在通过摩擦阻力制动过程中列车制动装置受到一定耗损，带来安全隐患也加重部件维修更换的成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种列车平动动能发电制动装置及方法，使得能够在列车有减速、不加速或停止运行需要的路段或车站，将列车的动能直接转换为电能，实现发电和列车制动。

(二)技术方案

为解决上述问题，一方面本发明提供了一种列车平动动能发电制动装置，包括列车上装置和环列车轨道装置，所述列车上装置包括列车以及安装在所述列车上的若干组电磁铁，所述电磁铁两极的连线与所述列车的纵向平行；所述环列车轨道装置包括环列车轨道设置并供列车穿过的若干节螺线管式闭合导线，所述环列车轨道装置设置在列车将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、和/或所述列车不得加速通行的下坡道的路段。

优选地，所述环列车轨道装置还包括支撑于所述若干节螺线管式 闭合导线外围的管道样结构。

优选地，所述若干组电磁铁在所述列车上沿列车的纵向前后排列，其中前后相邻的两组电磁铁同极相向设置。

优选地，所述前后相邻两组电磁铁之间的组间距离长于一节所述螺线管式闭合导线沿列车纵向的长度。

优选地，每组电磁铁包括若干个电磁铁，同组的若干电磁铁沿列车横向间隔布置于所述列车的底盘下方和/或列车车体两侧下方。

优选地，所述列车的全部或部分车厢上设有电磁屏蔽装置，所述电磁铁设于具有电磁屏蔽装置的车厢外。

优选地，所述列车上装置还包括罩设在所述电磁铁外部的罩状物，所述列车上设有控制所述罩状物打开和闭合的罩状物控制装置。

优选地，所述若干节螺线管式闭合导线沿列车行进方向前后排列，相邻两节螺线管式闭合导线之间的节间距离长于所述电磁铁的长度。

优选地，所述列车上设有控制电磁铁的励磁电源和励磁电流的大小和方向、被励磁电磁铁的数量的电磁铁控制系统。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述列车平动动能发电制动装置进行列车平动动能发电制动的方法，包括以下步骤：

S1：在所述列车将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、或所述列车不得加速通行的下坡道的路段，所述列车即将驶进所述环列车轨道装置时，接通所述电磁铁的励磁电流，所述列车上的电磁铁形成磁场并高速穿过所述环列车轨道装置中的所述螺线管式闭合导线；

S2：所述螺线管式闭合导线内的磁场强度随着所述列车上电磁铁的快速穿入或穿出而骤然剧增或锐减，所述螺线管式闭合导线的部分导体不断做切割磁感线运动，生成感应电动势；

S3：所述感应电动势通过接线端子引出至回路中，产生电流，由电路单元将电能输出；同时所述列车平动动能因不断转化为电能而 逐渐减少或消耗，所述列车随之减速或不加速；

S4：所述列车通过所述环列车轨道装置后，切断所述电磁铁的励磁电流，所述电磁铁上磁性消失，列车正常运行。

(三)有益效果

本发明的有益效果可从发电和列车减速制动两方面讨论：

1、发电方面

本发明利用列车平动运动动能发电，而物体所具有的动能与其质量以及速度的平方成正比。由于在铁路现代化的过程中，列车在“重载和高速”两方面已达到一定水平。例如国外重载列车牵引重量一般为1～3万吨，中外营业最高时速钢轮式已达到300多公里，磁浮式约400公里，还有继续提高的趋势。如果说一列列车的平动动能还不算很大，但一列列车经过和停靠很多城市，大量城市需接发大量列车经过和停靠。从一个城市看，例如中国郑州，郑州站平均每不到3分钟接发客车一列，春运密集时段有统计平均1.67分钟一列；以上统计仅来自郑州三个车站之一，不包括其他两个车站(郑州北站和郑州东站)过往的列车，还没统计经过和停靠的货车。从世界范围看，目前各国高速铁路几乎都能满足最小行车间隔时间4分钟及其以下(日本可达3分钟)的要求，扣除维修时间4小时，则每天可开行的旅客列车约为280对(560列)...每个城市的具体情况会有一定的差别，初步估算一个交通较为繁忙的大中城市，列车平动动能总合发电量应可供几十万、上百万人口日常用电。如此总合一个国家或地区所有列车停靠城市的发电量，再加上那些列车减速通过的小城镇和相对“减速”通过的长大下坡道等区段所发电量，总量是可观的。

本发明发电地点在在城区或周边，避免了长途送电沿途的能量损失，长途电缆建设成本，同时对城市空气、环境无污染，清洁环保，节能。

对比传统的发电的模式两次能量转换经历两次能量损失，本发明 从列车平动动能直接转换为电能，减少了一层能量转换的损失和所述原动机建造、维护的成本，避免了那些以汽轮机、柴油机等为所述原动机发电对煤炭、燃油等能源的消耗。尤其值得一提的是，本发明用于发电的所述列车平动动能，在铁路运输过程中产生，随列车减速停车而减少归零，原本是一种将要白白浪费的能量，本发明“废物利用”用来发电，能量成本可视为零。

2、列车制动方面

理论上分析可知，本发明提供的可用于列车制动的能量足够大，它恰好等于列车所具有的平动动能。当这个动能在发电的过程中全部用完之时，列车的速度归零，实现停车。

在向铁路现代化“重载和高速”发展中，主攻方向之一便是制动技术。“重载和高速”使列车平动动能大幅提高，成为各种传统制动方式难以克服的重负；但对于本发明来说，“重载和高速”却是求之不得的，因为对本发明而言列车平动动能大幅提高显著增加发电能力，同时列车制动能力也平行提高。本发明提供的制动方式并不畏惧列车的“重载和高速”。

本发明提供的制动方式使列车在较长的大角度下坡路段不加速，使得列车不至于在重力作用下下滑失控，在列车匀速运行中还发了电，所需能量来自与坡段高度有关的重力势能所转化的动能。本发明为列车停靠城市车站或减速通过城镇提供的制动方式节能发电。

本发明提供的列车制动方式零接触无摩擦，避免了制动装置的直接磨损带来的安全隐患和因此增加的制动装置维修更换的成本费用，不消耗额外能源反而产生电能，制动力可控(感应电动势、电磁阻尼等可控)，为铁路现代化的“重载和高速”提供技术支持。

综上所述，本发明使得铁路和电力系统增加了收益，降低了成本。

附图说明

图1是本发明理论基础电磁感应演示实验示意图；

图2是本发明列车平动动能发电制动装置横截面示意图；

图3是本发明列车平动动能发电制动装置纵截面示意图；

图4为本发明列车平动动能发电制动的步骤流程示意图；

其中：1：列车；2：电磁铁；3：轨道；4：螺线管式闭合导线；5：管道样结构；6：电磁铁组间距离；7：螺线管式闭合导线节间距离；8：列车上装置；9：环列车轨道装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

实施例一：

下面从本发明的原理到具体方案对本发明的装置进行详细说明如下：

A.原理部分：

1.法拉第电磁感应定律

如图1a和图1b，在把磁棒插入线圈A和再把磁棒从线圈A内拔除的过程中，电流计的指针分别向不同方向发生偏转，插入或拔出的速度越快，电流计偏转的角度就越大。如图1c，用一个通电线圈A’(电磁铁)代替磁棒重复上述实验，可以观察到同样的现象。图1d示意磁棒相对于线圈A运动时，线圈导线切割磁感线。实验表明，穿过闭合电路的磁通量发生变化闭合电路中就有电流产生，感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量变化率有关。感应电动势用ε表示，即ε＝nΔΦ/Δt，这就是法拉第电磁感应定律。式中n为线圈匝数，ΔΦ/Δt为磁通量变化率。

上述实验给出了本实施例技术方案的初步设想，即：如果一列车车体上带有电磁铁(或永磁铁)的列车穿过一个大型线圈，线圈中会产生感应电动势。

2.楞次定律和能量守恒定律

楞次定律可以表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的 原因。在上述实验里，按照楞次定律，把磁棒插入线圈或从线圈内拔出时，都必须克服斥力或引力做机械功，实际上，正是这部分机械功转化成感应电流相关的能量。这显然符合能量守恒定律。

由上述定律可以初步设想，列车以其具有的动能穿经大型线圈，线圈中产生一定电能的同时，列车所具有的动能相应减少，表现为列车减速；从理论上分析，按此方案列车所具有的实现制动的能量就是列车所具有的动能，在发电的过程中这个动能全部用完之时，也就是列车速度归零实现停车之时。这种情况如果发生在城市车站附近，既可发电，也同时达到减速停车的目的。

3.列车平动动能

由于列车在做平移运动的同时还有某些部分如轮对等在作与转动惯量相关的转动，其结果也促进列车平移运动。所以本实施例中列车带电磁铁平动穿过大型线圈的动能，在本实施例中简称为列车平动动能，用Ek来表示，则

Ek＝mv²/2+∑Iω²

式中：m——整个列车的质量；

v——列车运行速度；

I——回旋部分的转动惯量；

ω——回旋部分的角速度。

根据上面的两个定律，本实施例利用列车平动动能发电和制动。

B.具体方案：

如图2和图3所示，本实施例记载了一种列车平动动能发电制动装置，包括列车上装置8和环列车轨道装置9，所述列车上装置8包括列车1以及安装在所述列车1上的若干组电磁铁2，所述电磁铁2两极的连线与所述列车1的纵向平行；所述环列车轨道装置包括环列车轨道3设置并供列车1穿过的若干节螺线管式闭合导线4，所述环列车轨道装置设置在列车1将要停靠或减速通过的车站进站前的路 段、和/或所述列车1不得加速通行的下坡道的路段。

其中，所述电磁铁2在所述列车1车体上安装固定牢固，使所述电磁铁2受到与所述列车1前进方向相反的阻力时，可起到制动作用。

在本实施例中，所述环列车轨道装置还包括支撑于所述若干节螺线管式闭合导线4外围的管道样结构5。所述管道样结构5用以固定、支撑、保护、遮蔽所述螺线管式闭合导线4组合；所述管道样结构5略长于所述螺线管式闭合导线4组合，故其亦遮蔽在所述螺线管式闭合导线4组合两端之外的部分所述列车轨道3之上。

在本实施例中，所述列车1包括钢轮式列车和磁悬浮式列车中的一种或多种。所述列车包括货车和客车中的一种或多种。

在本实施例中，所述电磁铁2为在条形铁芯的外部缠绕导电绕组构成，其磁感线特性与条形磁铁相似，在所述线圈两端磁感线渐弯曲向外。

在本实施例中，所述若干组电磁铁2在所述列车1上沿列车1的纵向前后排列，其中前后相邻的两组电磁铁2同极相向设置，即前后相对的两电磁铁2以N极对N极，S极对S极为宜。

在本实施例中，所述前后相邻两组电磁铁2之间的组间距离6长于一节所述螺线管式闭合导线4沿列车纵向的长度。

在本实施例中，每组电磁铁2包括若干个电磁铁2，但不宜在所述列车1车体同一节段过于均匀地环形分布，以同组的若干电磁铁2沿列车1横向间隔布置于所述列车1的底盘下方和/或列车1车体两侧下方分别为佳。

在本实施例中，所述列车1的全部或部分车厢上设有电磁屏蔽装置，优选地，所述电磁铁2设于具有电磁屏蔽装置的车厢外。

在本发明的其它实施例中，对于尚无良好屏蔽设施的货车，可全列货车或部分节段货车上设有所述电磁铁2；当设有所述电磁铁2的货车运输有某些对电磁场敏感的物品时，该物品可存放在所述货 车中对电磁场屏蔽良好的隔间内；对于尚无良好屏蔽设施的客车，可仅将所述客车后部行李车车厢设置所述电磁铁2，所述电磁铁2在其上可更为密集地排列。

在本实施例中，所述列车上装置8还包括罩设在所述电磁铁2外部的罩状物(图2和图3中未示出)，所述列车1上设有控制所述罩状物打开和闭合的罩状物控制装置。所述电磁铁2平时被罩状物遮挡以防雨打日晒，所述罩状物可在罩状物控制装置的控制下开启或关闭，所述罩状物开启时所述电磁铁2暴露，所述罩状物关闭时所述电磁铁2被保护遮挡。

在本实施例中，所述若干节螺线管式闭合导线4沿列车1行进方向前后排列，其中每节所述螺线管式闭合导线4由多匝线圈构成，相邻两节螺线管式闭合导线4之间的节间距离7长于所述电磁铁2的长度。所述带电磁铁2的列车1从所述螺线管式闭合导线4中穿过时，因螺线管式闭合导线4内磁通量发生变化而产生的感应电动势，通过接线端子引出。

本实施例中，所述列车1上设有控制电磁铁2的励磁电源和励磁电流的大小和方向、被励磁电磁铁2的数量的电磁铁2控制系统。其中所述电磁铁2磁性的有无可以用通、断励磁电流控制，磁性的大小可以用励磁电流的强弱和/或线圈的匝数来控制，磁极可以由改变电流的方向来控制。

由于所述电磁铁2绕组线圈的匝数、所述电磁铁2在所述列车1车体上安装固定的数量、所述电磁铁2的组数、所述电磁铁2励磁电流的大小、被励磁电磁铁2的数量，以及所述螺线管式闭合导线4组合中每节所述螺线管式闭合导线4线圈匝数和导线本身总长度、所述螺线管式闭合导线4的节数等与感应电动势产生的大小有关；所述电磁铁2在所述带电磁铁2列车1车体上安装固定的部位、所述电磁铁2组间距离、所述电磁铁2励磁电流的方向，以及所述螺线管式闭合 导线4组合中每节所述螺线管式闭合导线4线圈缠绕方向、所述螺线管式闭合导线4的节数、每节所述螺线管式闭合导线4的螺线管长度、各节所述螺线管式闭合导线4的节间距离等与感应电动势产生的方向和频率有关；与感应电动势产生的大小有关的各项参数亦与列车1制动力的大小有关。因此，本实施例中，优选地，所述列车平动动能发电制动装置中所述列车上装置8与所述环列车轨道装置9相匹配，即所述电磁铁2绕组线圈的匝数、所述电磁铁2在所述带电磁铁2列车1车体上安装固定的部位和数量、所述电磁铁2的组数和组间距离、所述电磁铁2励磁电流的大小和方向、被励磁电磁铁2的数量等等参数，与所述螺线管式闭合导线4组合中每节所述螺线管式闭合导线4线圈缠绕方向和匝数、所述螺线管式闭合导线4的节数、每节所述螺线管式闭合导线4的螺线管长度和导线本身总长度、各节所述螺线管式闭合导线4的节间距离等等参数相匹配，以使所述带电磁铁2列车1穿经所述螺线管式闭合导线4，更好的实现发电和制动。

本实施例中，所述列车1还可以保留有某些传统制动方式，必要时与列车平动动能发电制动装置协同使用，或用于紧急制动。

实施例二：

如图4所示，本实施例记载了一种利用上述列车平动动能发电制动装置进行列车平动动能发电制动的方法，包括以下步骤：

S1：在所述列车1将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、或所述列车1不得加速通行的下坡道的路段时，所述列车1一旦进入所述管道样结构5的端部，罩状物控制装置即控制罩设在所述电磁铁2外的罩状物开启，使得所述电磁铁2暴露，同时所述电磁铁2控制系统接通电磁铁的励磁电流，所述列车1上的所述电磁铁2形成磁场并高速穿过所述螺线管式闭合导线4；

S2：所述螺线管式闭合导线4内的磁场强度随着所述列车1上电 磁铁2的快速穿入或穿出而骤然剧增或锐减，所述螺线管式闭合导线4的部分导体不断做切割磁感线运动，生成感应电动势；

其中，由于所述电磁铁2组间距离略长于每节所述螺线管式闭合导线4的螺线管长度，所述螺线管式闭合导线4节间距离略长于所述电磁铁2的长度，使所述螺线管式闭合导线4组合中一节节螺线管式闭合导线4内的磁场强度随着一组组电磁铁2快速穿入和穿出而有序地骤然剧增和骤然锐减；

S3：所述感应电动势通过接线端子引出至回路中，产生电流，由电路单元(整流、变流、变频、变压)将电能输出；同时所述列车1平动动能因不断转化为电能而逐渐减少或消耗，所述电磁铁2所承受的与所述列车1运行方向相反的阻力成为制动力，所述列车1随之减速或不加速；其中，所述列车1在斜度大、距离长的下坡路段，虽受到重力势能作用而不加速；在需要减速通过或进站停靠路段，所述列车1减速或者停止；

S4：所述列车1通过所述管道样结构后，罩状物控制装置控制所述罩状物关闭，使得所述电磁铁2被保护遮挡，切断所述电磁铁的励磁电流，所述电磁铁上磁性消失，列车1正常运行。

其中与将要停靠城市的列车1对比，那些将要减速通过城市的列车1或在通过长大下坡路段时不加速的列车1，在所述管道样结构5内使用的励磁电流相对较小或/和所述电磁铁2励磁数量相对较少，而且相应路段所述管道样结构5中所述螺线管式闭合导线4的节数也相对较少，发电量和制动力亦相对较小。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种列车平动动能发电制动装置，其特征在于，包括列车上装置和环列车轨道装置，所述列车上装置包括列车以及安装在所述列车上的若干组电磁铁，所述电磁铁两极的连线与所述列车的纵向平行；所述环列车轨道装置包括环列车轨道设置并供列车穿过的若干节螺线管式闭合导线，所述环列车轨道装置设置在列车将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、和/或所述列车不得加速通行的下坡道的路段；

所述电磁铁在所述列车车体上安装固定牢固，用于当所述电磁铁受到与所述列车前进方向相反的阻力时对所述列车起到制动作用；

所述环列车轨道装置还包括支撑于所述若干节螺线管式闭合导线外围的管道样结构；

前后相邻两组电磁铁之间的组间距离长于一节所述螺线管式闭合导线沿列车纵向的长度；相邻两节螺线管式闭合导线之间的节间距离长于所述电磁铁的长度；

所述若干组电磁铁在所述列车上沿列车的纵向前后排列，其中前后相邻的两组电磁铁同极相向设置。

2.如权利要求1所述的列车平动动能发电制动装置，其特征在于，每组电磁铁包括若干个电磁铁，同组的若干电磁铁沿列车横向间隔布置于所述列车的底盘下方和/或列车车体两侧下方。

3.如权利要求1所述的列车平动动能发电制动装置，其特征在于，所述列车的全部或部分车厢上设有电磁屏蔽装置，所述电磁铁设于具有电磁屏蔽装置的车厢外。

4.如权利要求1所述的列车平动动能发电制动装置，其特征在于，所述列车上装置还包括罩设在所述电磁铁外部的罩状物，所述列车上设有控制所述罩状物打开和闭合的罩状物控制装置。

5.如权利要求1所述的列车平动动能发电制动装置，其特征在于，所述列车上设有控制电磁铁的励磁电源和励磁电流的大小和方向、被励磁电磁铁的数量的电磁铁控制系统。

6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的列车平动动能发电制动装置进行列车平动动能发电制动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在所述列车将要停靠或减速通过的车站进站前的路段、或所述列车不得加速通行的下坡道的路段，所述列车即将驶进所述环列车轨道装置时，接通所述电磁铁的励磁电流，所述列车上的电磁铁形成磁场并高速穿过所述环列车轨道装置中的所述螺线管式闭合导线；

S2：所述螺线管式闭合导线内的磁场强度随着所述列车上电磁铁的快速穿入或穿出而骤然剧增或锐减，所述螺线管式闭合导线的部分导体不断做切割磁感线运动，生成感应电动势；

S3：所述感应电动势通过接线端子引出至回路中，产生电流，由电路单元将电能输出；同时所述列车平动动能因不断转化为电能而逐渐减少或消耗，所述列车随之减速或不加速；

S4：所述列车通过所述环列车轨道装置后，切断所述电磁铁的励磁电流，所述电磁铁上磁性消失，列车正常运行。