CN110588360A - 一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，属于高速列车涡流制动技术领域。本发明制动力可控永磁式涡流制动装置包括初级部分和次级部分，初级部分包括初级铁心和永磁体，永磁体安装在初级铁心上；次级部分包括次级背铁和闭合跑道形线圈，闭合跑道形线圈安装在次级背铁上，闭合跑道形线圈与可变电阻器串联形成一个涡流感应回路；初级部分与次级部分之间留有气隙。本发明提出一种制动力可控永磁式涡流制动器，通过可变电阻器调节每个闭合线圈回路的阻值，控制闭合跑道形线圈中感应出的涡流幅值，进而实现控制制动力的目的；本发明提出的涡流制动器，其初级部分与次级部分无物理接触、无摩擦、无磨损，使用寿命高、维护方便。

Description

一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置
技术领域
本发明涉及一种可以应用于高速列车制动领域的直线涡流制动器，属于高速列车涡流制动技术领域。
背景技术
随着国民经济、人民生活水平的日益提高，现代社会对快捷舒适、安全正点的交通条件的需求越来越高。因此，高铁的提速或者高速磁悬浮列车的推广应用是必然趋势。列车的制动系统是实现列车高速、安全运行的保障，直接关系到旅客人身安全，因此对其性能的要求是非常苛刻的。
目前高速列车的制动一般采用电制动、机械制动相结合的方式。电制动是通过控制牵引电机转差频率，使其工作在发电模式，从而提供制动力；而机械制动通过摩擦片或磨耗板的摩擦力，提供制动力。电制动方式控制相对复杂，在牵引电机控制系统失效的情况下无法提供制动力，可靠性较低；而机械制动方式摩擦片损耗量巨大、维修和保养费用高、且过度依赖材料性能。
作为最有希望的下一代高速列车制动方式，涡流制动通过初级磁场和次级导体板的相互作用，在导体板中感应出涡流，该感应涡流继而与初级磁场相互作用，产生制动力。涡流制动器作为一种非接触式制动器，具有制动力密度高、噪声小、寿命长、维护方便等优点，是一种非常适合于高速列车制动系统的电磁装置
根据初级磁源的不同，涡流制动器可以主要分为电励磁、永磁式涡流制动器，电励磁结构可以通过调节励磁电流，控制制动力幅值，但存在制动力密度小、励磁损耗大等缺点，此外，在列车意外停电或控制系统出错时无法提供制动力或可能导致交通事故，可靠性较低。永磁式结构不需要额外的电源，结构紧凑、体积小，可靠性高，但其制动力通常不可控。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，所述制动力可控永磁式涡流制动装置包括初级部分和次级部分，初级部分包括初级铁心和永磁体，永磁体安装在初级铁心上；次级部分包括次级背铁和闭合跑道形线圈，闭合跑道形线圈安装在次级背铁上，闭合跑道形线圈与可变电阻器串联形成一个涡流感应回路；初级部分与次级部分之间留有气隙。
本发明一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，所述若干个永磁体并排安装在初级铁芯上，初级铁芯固定安装在磁悬浮列车底部，永磁体的充磁方向与磁悬浮列车的运动方向垂直，且相邻永磁体之间的极性相反。
本发明一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，所述初级铁心和次级背铁采用高导磁磁性材料。
本发明一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，所述次级部分包括次级背铁和若干个闭合跑道形线圈，每个闭合跑道形线圈与一个可变电阻器形成一个涡流感应回路，通过调节可变电阻器的阻值，调节每个涡流感应回路的阻值，从而实现实时控制涡流制动器的制动力。
本发明一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，提出一种制动力可控永磁式涡流制动器，其次级导体由若干个闭合跑道形线圈构成，并且每个闭合跑道形线圈与一个可变电阻器进行串联；基于涡流制动器的工作原理，通过可变电阻器调节每个闭合线圈回路的阻值，控制闭合跑道形线圈中感应出的涡流幅值，进而实现控制制动力的目的，本发明可以通过可变电阻器控制每个涡流感应回路的电阻，使其电阻值与列车速度匹配，从而在不同行进速度下，均获得优良的制动性能；本发明提出的涡流制动器，其初级部分与次级部分无物理接触、无摩擦、无磨损，使用寿命高、维护方便。
附图说明
图1为实施方式一中涡流制动器的三维模型图。
图2为实施方式一中涡流制动器的初级部分。
图3为实施方式一中涡流制动器的次级部分。
图4为闭合跑道形线圈与可变电阻器形成的回路
图5为实施方式二中涡流制动器的三维模型图。
图6为实施方式二中涡流制动器的初级部分。
图7为实施方式二中涡流制动器的次级部分。
图中附图标记有：1为初级铁心；2为永磁体；3为闭合跑道形线圈；4为背铁；5为初级转接板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例一：如图1所示，本实施例所涉及的一种用于磁悬浮列车的制动力可控永磁式涡流制动器，包括1个初级部分和1个次级部分。初级部分是本发明提出涡流制动器的动子，安装在列车车体上，次级部分可以铺设在轨道上。
如图2所示，初级部分包括初级铁心和永磁体；初级铁心与永磁体连接在一起，永磁体充磁方向与列车运动方向垂直，并且相邻永磁体极性相反。初级铁心采用高导磁磁性材料。
如图3所示，次级部分包括次级背铁和若干个闭合跑道形线圈。次级背铁采用高导磁磁性材料。闭合跑道形线圈为多匝线圈，其绕线平面与水平面平行。
如图4所示，每个闭合跑道形线圈与可变电阻器串联形成一个回路。
实施例二：如图5所示，本实施例所涉及的一种用于磁悬浮列车的制动力可控永磁式涡流制动器，包括1个初级部分和2个次级部分。初级部分是本发明提出涡流制动器的动子，安装在列车车体上。
如图6所示，初级部分包括初级铁心、永磁体和转接板；初级铁心两侧安装有永磁体，永磁体充磁方向与列车运动方向垂直，并且初级铁心同一侧相邻永磁体极性相反，初级铁心两侧相对的永磁体极性一致。初级铁心通过转接板与车体连接到一起。初级铁心采用高导磁磁性材料，转接板采用非导磁铝合金或不锈钢。
如图7所示，次级部分包括背铁和若干个闭合跑道形线圈。次级背铁采用高导磁磁性材料。闭合跑道形线圈为多匝线圈，其绕线平面与水平面垂直。2个次级部分分别放置在初级铁芯的两侧，与初级铁芯两侧的永磁体相对且留有气隙。
如图4所示，每个闭合跑道形线圈与可变电阻器串联形成一个回路。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，其特征在于，所述制动力可控永磁式涡流制动装置包括初级部分和次级部分，初级部分包括初级铁心(1)和永磁体(2)，永磁体(2)安装在初级铁心(1)上；次级部分包括次级背铁(4)和闭合跑道形线圈(3)，闭合跑道形线圈(3)安装在次级背铁(4)上，闭合跑道形线圈(3)与可变电阻器串联形成一个涡流感应回路；初级部分与次级部分之间留有气隙。
2.根据权利要求1所述的用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，其特征在于，所述若干个永磁体(2)并排安装在初级铁芯(1)上，初级铁芯(1)固定安装在磁悬浮列车底部，永磁体(2)的充磁方向与磁悬浮列车的运动方向垂直，且相邻永磁体(2)之间的极性相反。
3.根据权利要求1所述的用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，其特征在于，所述初级铁心(1)和次级背铁(4)采用高导磁磁性材料。
4.根据权利要求1所述的用于高速列车的制动力可控永磁式涡流制动装置，其特征在于，所述次级部分包括次级背铁(4)和若干个闭合跑道形线圈(3)，若干个闭合跑道形线圈(3)并排安装在次级背铁(4)上，每个闭合跑道形线圈(3)与一个可变电阻器形成一个涡流感应回路，通过调节可变电阻器的阻值，调节每个涡流感应回路的阻值，实现实时控制涡流制动器的制动力。
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