CN114834255A - 一种涡流制动装置及其制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡流制动装置及其制动方法，涉及磁悬浮制动装置技术领域。本申请中，高速行驶中的磁悬浮列车需要制动时则驱动电机工作，使得升降机构将磁体座向外推出并靠近感应板，悬浮架构架位移带动磁体座沿磁轨延伸方向的运动，而固定设置在轨道基座的感应板因切割磁体座上永磁体的磁感线而产生电涡流，电涡流在永磁体磁场的作用下产生洛伦磁力作为制动力，且该制动力的大小可通过调节感应板与磁体座之间的间隔距离来控制。本申请中采用永磁体替代电磁铁励磁，没有热效应产生，减少了部件因不必要的热载荷而造成的多余损耗，延长部件寿命。且不需要额外电源提供电磁场，不仅节约了大量的电源，还大大减轻了转向架上悬挂设备的重量。

Description

一种涡流制动装置及其制动方法

技术领域

本发明涉及磁悬浮制动装置技术领域，具体而言，涉及一种涡流制动装置及其制动方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对更高速度的轨道交通系统的需求也日益增加，而列车运行速度的提高对制动系统的性能提出了更高的要求，其要能使高速运行的车辆获得有效的制动，实现安全平稳的停车。涡流制动的突出优点是无机械磨损、无气味、无噪声，在很大的速度范围内制动力具有平坦的特性，且制动力可控。涡流制动可使车辆在减速过程中保持较高的减速度，缩短制动距离，减少磨损，提高运行经济性。

但是，电磁涡流制动是通过向电磁铁内通入励磁电流来产生磁场，当电路失效时，由于失去励磁，将直接导致制动力的丧失，为避免此情况发生，需在车辆上安装电磁涡流制动专用的大容量后备电池，而且电磁涡流制动施加时励磁所需的能量较高，而电磁铁能源利用率较低，不仅使得电磁涡流制动的效率较低，还影响列车的轻量化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡流制动装置及其制动方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供一种涡流制动装置，包括设置于轨道基座内壁上的感应板和设置于悬浮架构架两侧的制动组件，所述感应板沿所述轨道基座延伸方向设置，所述感应板由导电的非铁磁材料制成；其中，所述制动组件包括升降机构和磁体座，所述升降机构的一端与所述悬浮架构架的垂直于地面的外侧面相连；所述磁体座与所述升降机构的另一端相连，所述磁体座与所述感应板位于同一高度且相互平行，所述磁体座靠近所述感应板的表面沿所述轨道基座的延伸方向均匀且无间隙地设置有多个永磁体，多个所述永磁体按不同预设的充磁方向呈直线排列。

在本申请的一些实施例中，多个所述永磁体按Halbach永磁阵列的充磁方向呈直线排列，所述Halbach永磁阵列的强磁场侧面靠近所述感应板的一侧设置。

在本申请的一些实施例中，所述Halbach永磁阵列的磁化角度为30°至90°。

在本申请的一些实施例中，多个所述永磁体按对极式的充磁方向呈直线排列，所述按对极式的充磁方向呈直线排列的设置表现为：所有的所述永磁体的充磁方向与所述轨道基座的延伸方向平行，相邻所述永磁体的充磁方向相反。

在本申请的一些实施例中，所述升降机构包括伸缩杆、撑杆、线性导向管、弹簧和止挡件，多个所述线性导向管固定设置于所述悬浮架构架，所述伸缩杆和所述撑杆分别套设于所述线性导向管内，所述伸缩杆和所述撑杆平行设置，所述弹簧套设于所述撑杆上，且所述弹簧的两端分别抵接所述线性导向管和所述止挡件，所述伸缩杆和所述撑杆分别与所述磁体座的同一侧固定相连。

在本申请的一些实施例中，所述升降机构还包括设置于车体的控制器，所述磁体座上设置有位移传感器，所述位移传感器用于测量所述感应板与所述磁体座的间隙距离，所述控制器分别与所述升降机构和所述位移传感器相连。

在本申请的一些实施例中，所述轨道基座沿其延伸方向设置不同时速区段，根据所述时速区段，沿所述轨道基座的延伸方向设置不同厚度、不同电导率和/或不同宽度的所述感应板。

本发明还提供一种涡流制动装置的制动方法，磁悬浮列车采用上述涡流制动装置进行制动，所述制动方法包括：

磁悬浮列车制动时，涡流制动装置工作使得设置于所述悬浮架构架两侧的所述升降机构沿其轴向做直线往复运动；所述磁体座随着所述升降机构的运动而靠近设置于所述轨道基座内壁上的所述感应板；随着所述悬浮架构架的移动带动所述磁体座相对所述感应板运动，所述感应板切割所述磁体座上所述永磁体的磁感线而产生电涡流；所述电涡流在所述永磁体的磁场作用下产生与所述悬浮架构架位移方向相反的洛伦磁力，以使得磁悬浮列车制动。

进一步地，上述涡流制动装置的制动方法中还包括：所述轨道基座沿其延伸方向设置不同的时速段，在不同的所述时速段设置不同的所述感应板，所述感应板的设置方法包括：

获取第一信息和第二信息，所述第一信息为当前所述时速段对应的预设行车速率；所述第二信息为所述磁体座中的永磁阵列沿所述轨道基座延伸方向的长度信息，所述永磁阵列采用Halbach阵列排列；

根据所述第一信息，得到第一参数，所述第一参数包括所述感应板的电导率和相对磁导率；根据所述第一信息和所述第二信息，得到第二参数，所述第二参数为所述第一信息和所述第二信息的比值；根据所述第一参数和所述第二参数，得到所述感应板的临界厚度值。

优选地，上述涡流制动装置的制动方法还包括：通过调整所述感应板与所述磁体座的间距以调节制动力的大小，所述感应板与所述磁体座的间距调节方法包括：

获取第三信息和第四信息，所述第三信息为车体的实时的总质量和制动减速度；所述第四信息为所述感应板与所述磁体座的实际间距；根据所述第三信息和预设制动减速度，得到所述车体的制动力调节值；根据所述制动力调节值，得到理论间隙值；根据所述理论间隙值和所述第四信息，得到所述感应板与所述磁体座的间距调节值。

本发明至少包含以下有益效果：

一方面，本申请提供一种涡流制动装置，当高速行驶中的车体需要制动时则驱动电机工作，使得升降机构将磁体座向外推出并靠近感应板，悬浮架构架移动带动磁体座沿磁轨延伸方向运动，而固定设置在轨道基座内壁的感应板因切割磁体座上永磁体的磁感线而产生电涡流，电涡流在永磁体磁场的作用下产生洛伦磁力，且洛伦兹力的方向与车体的行驶方向相反，进而实现对车体的制动作用。与现有技术相比，本申请中采用永磁体替代电磁铁励磁，没有电流流过磁体而产生的热效应，在制动力相同的情况下，本申请的永磁体温升效应远小于电磁铁，减少了部件因不必要的热载荷而造成的多余损耗，延长部件寿命。同时，本实施例中的涡流制动装置不需要额外提供电源励磁，不仅节约了大量的电能，还大大减轻了悬浮架构架上悬挂设备的重量，能满足磁悬浮列车高速行驶、所需制动力水平高、轻量化的要求。再者，由于不需要额外电源励磁，本申请的涡流制动装置解决了电磁涡流制动装置由于散热效果较差，而致使磁极温升过高而导致列车制动性能差的问题。

再者，现有的制动装置的制动器与导体之间的大多采用垂向(垂直于地面的方向)布置，制动器与导体之间相对作垂向运动，产生切向(车体行驶的反方向)制动力的同时还会产生垂向的吸引力，而该垂向的吸引力可能会对高温超导磁悬浮系统的悬浮性能产生不利影响。而本申请的涡流制动装置中的感应板与制动组件之间采用水平(平行于地面的方向)布置，且两者间在产生切向(车体行驶的反方向)制动力的同时产生水平斥力，有效避免对磁悬浮系统的悬浮性能产生不利影响。且与现有装置中的垂向布置相比，本申请提出的水平布置避免了对悬浮架构架产生垂直向下的吸引力而影响车体的悬浮性能，更适应对载荷敏感的磁悬浮交通系统。此外，由于制动力与法向斥力随着气隙磁密的增大而增大，永磁体与感应板之间产生的水平方向上的斥力可在紧急情况下为磁悬浮列车提供额外的导向力，有效避免紧急情况下转向架与轨道侧墙发生碰撞而产生严重事故。

另一方面，本申请还提供一种涡流制动装置的制动方法，通过该方法可以通过调节感应板与磁体座之间的间隔距离(间隙)来控制制动力的大小，克服了现有的永磁涡流制动器其制动力难以调节的缺点。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1所示为磁悬浮列车系统结构的截面示意图；

图2所示为制动组件的结构示意图；

图3所示为涡流制动装置的俯视图。

图中标记：100-涡流制动装置；101-制动组件；1-永磁体；2-磁体座；3-线性导向管；4-弹簧；5-撑杆；6-伸缩杆；7-止挡件；8-感应板；9-车体；10-轨道基座；11-磁轨；12-悬浮架构架；13-加速度传感器；14-位移传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

本发明提供一种涡流制动装置100，包括设置于轨道基座10内壁上的感应板8和设置于悬浮架构架12两侧的制动组件101，所述感应板8沿所述轨道基座10延伸方向设置，所述感应板8由导电的非铁磁材料制成；其中，所述制动组件101包括升降机构和磁体座2，所述升降机构的一端与所述悬浮架构架12的垂直于地面的外侧面相连；所述磁体座2与所述升降机构的另一端相连，所述磁体座2与所述感应板8位于同一高度且相互平行，所述磁体座2靠近所述感应板8的表面沿所述轨道基座10的延伸方向均匀且无间隙地设置有多个永磁体1，多个所述永磁体1按不同预设的充磁方向呈直线排列。

本实施例中，轨道基座10包括底壁和由底壁向上垂直延伸的两个平行排列的侧壁，磁轨11设置在底壁上，两个侧壁沿其延伸方向设置感应板8。车体9的底部连接有悬浮架构架12，在悬浮架构架12的两侧壁上设置制动组件101。当高速行驶中的磁悬浮列车需要制动时则驱动电机工作，使得升降机构将磁体座2向外推出并靠近感应板8，车体9行驶带动磁体座2沿磁轨11延伸方向的运动，而固定设置在轨道基座10上的感应板8因切割磁体座2上永磁体1的磁感线而产生电涡流，电涡流在永磁体1磁场的作用下产生洛伦磁力，且洛伦磁力的方向与车体9的行驶方向相反，进而实现对车体9的制动作用。与现有技术相比，本申请中采用永磁体1替代电磁铁励磁，没有电流流过磁体而产生的热效应，在制动力相同的情况下，本申请的永磁体1温升效应远小于电磁铁，减少了部件因不必要的热载荷而造成的多余损耗，延长部件寿命。同时，本实施例中的涡流制动装置100不需要额外提供电源励磁，不仅节约了大量的电能，还大大减轻了转向架上悬挂设备的重量，能满足磁悬浮列车高速行驶、所需制动力水平高、轻量化的要求。再者，由于不需要额外电源励磁，本申请的涡流制动装置100解决了电磁涡流制动装置由于散热效果较差，而致使磁极温升过高而导致列车制动性能差的问题。

请参见图2和图3，图2所示为制动组件101的结构示意图，图3所示为涡流制动装置100的俯视图。进一步地，所述升降机构包括伸缩杆6、撑杆5、线性导向管3、弹簧4和止挡件7，多个所述线性导向管3固定设置于所述悬浮架构架12，所述伸缩杆6和所述撑杆5分别套设于所述线性导向管3内，所述伸缩杆6和所述撑杆5平行设置，所述弹簧4套设于所述撑杆5上，且所述弹簧4的两端分别抵接所述线性导向管3和所述止挡件7，所述伸缩杆6和所述撑杆5分别与所述磁体座2的同一侧固定相连。本实施例中，固定在悬浮架构架12上的线性导向管3在伸缩杆6工作时，能够限制磁体座2的运动方向，使得磁体座2永远是朝向感应板8的方向做线性运动。电机工作，驱动伸缩杆6沿其轴方向做往复的直线运动，从而带动磁体座2靠近或远离感应板8，当运动的磁体座2靠近感应板8时产生电涡流，进而达到对车体9制动的目的；当运动的磁体座2远离感应板8时电涡流消失，车体9恢复正常行驶。两个撑杆5对称地设置在伸缩杆6的两侧，每个撑杆5上套设的弹簧4，且弹簧4远离磁体座2的一端设置有止挡件7。当车体9制动时伸缩杆6伸长从而带动撑杆5运动，并将伸缩杆6的力均匀地传递至磁体座2，保证磁体座2平衡的同时使其靠近感应板8；同时，套设在撑杆5上的弹簧4在止挡件7的阻挡作用下处于压缩状态，在感应板8因靠近运动的磁体座2而产生制动力的情况下，弹簧4能够给予磁体座2一定的支撑力，在伸缩杆6运动状态不变的情况下，保证感应板8与磁体座2之间的相对间隔距离不变，则所产生的制动力持续且稳定。

再者，现有的制动装置的制动器与导体之间的大多采用垂向(垂直于地面的方向)布置，制动器与导体之间相对作垂向运动，产生切向(车体9行驶的反方向)制动力的同时还会产生垂向的吸引力，而该垂向的吸引力可能会对高温超导磁悬浮系统的悬浮性能产生不利影响。而本申请的涡流制动装置100中的感应板8与制动组件101之间采用水平(平行于地面的方向)布置，且两者间在产生切向(车体9行驶的反方向)制动力的同时产生水平斥力，有效避免对磁悬浮系统的悬浮性能产生不利影响。且与现有装置中的垂向布置相比，本申请提出的水平布置避免了对悬浮架构架12产生垂直向下的吸引力而影响车体9的悬浮性能，更适应对载荷敏感的磁悬浮交通系统。此外，由于制动力与法向斥力随着气隙磁密的增大而增大，永磁体1与感应板8之间产生的水平方向上的斥力可在紧急情况下为磁悬浮列车提供额外的导向力，有效避免紧急情况下转向架与轨道侧墙发生碰撞而产生严重事故。

详细地，本实施例中，多个所述永磁体1按Halbach永磁阵列的充磁方向呈直线排列，所述Halbach永磁阵列的强磁场侧面靠近所述感应板8的一侧设置。本涡流制动装置100中的永磁体1采用斜磁化角的Halbach阵列进行排列，从而优化永磁体1所产生的磁场分布及气隙磁密，进而使在相同间隔距离(感应板8与磁体座2之间的垂直距离)下获得较大的制动力。进一步地，所述Halbach永磁阵列的磁化角度为30°至90°。

在其他实施例中，多个所述永磁体1按对极式的充磁方向呈直线排列，所述按对极式的充磁方向呈直线排列的设置表现为：所有的所述永磁体1的充磁方向与所述轨道基座10的延伸方向平行，相邻所述永磁体1的充磁方向相反。该永磁体1的排布方式能在一定程度上聚集单侧磁场，进而提升制动力性能。

本实施例中，所述升降机构还包括设置于车体9的控制器，所述磁体座2上设置有位移传感器14，所述位移传感器14用于测量所述感应板8与所述磁体座2的间隙距离，所述控制器分别与所述升降机构和所述位移传感器14相连。涡流制动装置100所产生的制动力的大小与感应板8和磁体座2之间的间隔距离有关，通过控制器驱动升降机构运动，并与位移传感器14所收集的数据进行对比，从而调节感应板8和磁体座2之间的间隔距离，进而调节制动力的大小。制动力的大小还受车体9行驶速率的影响，在其他实施例中，控制器还连接有加速度传感器13，加速度传感器13用于测试车体9的制动减速度，根据位移传感器14和加速度传感器13所采集到的数据，采用本申请提出的间距的调节方法实时调节感应板8和磁体座2之间的间隔距离，从而实时调节涡流制动装置100所产生的制动力。该控制体系下可以实时监测感应板8和磁体座2之间的间隔距离的不平顺性并反馈，由此解决永磁涡流制动磁场无法按照需求产生，难以控制的缺点，实现了制动力的调节。

考虑到磁轨11建设时，其所途径地区的发达程度、线路长度、地形地貌以及地质水文条件等多方面因素，轨道基座10沿其延伸方向设置不同时速区段，而本申请中根据所述时速区段，在沿轨道基座10的延伸方向设置不同厚度、不同电导率和/或不同宽度的所述感应板8。由于车体9行驶速度的不同导致永磁体1产生频率不同的交变电磁场，则感应板8中感应出的电涡流会存在不同程度的集肤效应，即交变电流通过感应板8时，有向着感应板8表面分布的趋势。集肤效应会导致感应板8的等效阻值变化，通过增加感应板8厚度以增大制动力的方法中，感应板8的厚度是有最大临界值存在的，若无法正确选择不同速度区段线路上安装的导体板的厚度，将会造成成本增加、施工难度增加等问题。而且，涡流制动的磁阻力随速度的变化是非线性的，即制动力随着永磁体1与感应板8间的相对速度的升高而升高。但随着速度升高，永磁体1的磁场变化频率升高，造成集肤深度减小，感应板8内电流密度降低，磁阻力反而下降，最后趋近一个定值。随着感应板8电导率的升高，集肤深度将会减小，导致峰值磁阻力对应的速度前移，即在较低速度制动力达到最大，且峰值略大于低电导率材料感应板8；当感应板8电导率较低时，制动力随速度变化的曲线平稳，峰值点后延，且峰值略有变小。不同电导率的材料达到制动力峰值点的速度不相同，为实现较为稳定制动力，根据车体9的行驶速度选择感应板8的电导率、厚度、宽度等是十分重要的。根据本申请提出的制动方法中的感应板8的设置方法在不同的时速段设置相应的感应板8，以满足车辆在线路不同区段、不同速度范围对不同制动力的需求，提升制动性能和制动效率。

实施例2

本发明还提供一种涡流制动装置100的制动方法，磁悬浮列车采用上述涡流制动装置100进行制动，所述制动方法包括：

磁悬浮列车制动时，涡流制动装置100工作使得设置于所述悬浮架构架12两侧的所述升降机构沿其轴向做直线往复运动；所述磁体座2随着所述升降机构的运动而靠近设置于所述轨道基座10内壁上的所述感应板8；随着所述悬浮架构架12的移动带动所述磁体座2相对所述感应板8运动，所述感应板8切割所述磁体座2上所述永磁体1的磁感线而产生电涡流；所述电涡流在所述永磁体1的磁场作用下产生与所述车体9行驶方向相反的洛伦磁力，以使得磁悬浮列车制动。

实施例3

本实施例基于上述实施例2提出，上述涡流制动装置100的制动方法中还包括：所述轨道基座10沿其延伸方向设置不同的时速段，在不同的所述时速段设置不同的所述感应板8，所述感应板8的设置方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4，其中：

步骤S1、获取第一信息和第二信息，所述第一信息为当前所述时速段对应的预设行车速率；所述第二信息为所述磁体座2中的永磁阵列沿所述轨道基座10延伸方向的长度信息，所述永磁阵列采用Halbach阵列排列。在本步骤中，根据磁轨11途径地区的发达程度、线路长度、地形地貌以及地质水文条件等多方面因素确定该段地区的预设行车速率。第二信息为Halbach永磁阵列的极距，即磁体座2中永磁阵列沿轨道基座10延伸方向上两相邻磁场峰值点之间的距离。

步骤S2、根据所述第一信息，得到第一参数，所述第一参数包括所述感应板8的电导率和相对磁导率。在本步骤中，根据不同的时速段对照时速用料表选择相应的感应板8。对于高速段(v>60m/s)，建议选择电导率小于1.1×10⁶S/m的材料作感应板8；对于中速段(25m/s<v<60m/s)，建议选择电导率在1.1×10⁶～2.26×10⁷S/m之间的材料作感应板8；对于低速段(10m/s<v<25m/s)，建议选择电导率大于2.26×10⁷S/m的材料作感应板8；速度小于10m/s时，因制动力较小，建议采用机械制动。而感应板8选择对应电导率的材料之后，基于该材料本身的磁性特征确定其相对磁导率。

步骤S3、根据所述第一信息和所述第二信息，得到第二参数，所述第二参数为所述第一信息和所述第二信息的比值。在本步骤中，可由Halbach永磁阵列极距以及车体9的行驶速率推出磁场变化频率，即第二参数，具体推导公式如下：

其中：f为磁场变化频率，p为Halbach永磁阵列极距；v为车体9的预设行驶速率。

步骤S4、根据所述第一参数和所述第二参数，得到所述感应板8的临界厚度值。本步骤中，根据临界厚度值选择感应板8的厚度，若感应板8的厚度超过临界厚度值，其所产生的制动力不再增大，且会造成成本增加、施工难度增加等问题；若感应板8的厚度低于临界厚度值，则会影响其所产生的制动力的大小。感应板8临界厚度值的计算公式如下：

其中：δ为临界厚度值；π为圆周率；σ为感应板8的电导率；μ为感应板8的磁导率；f为磁场变化频率。

实施例4

本实施例基于上述实施例2提出，上述涡流制动装置100的制动方法还包括：通过调整所述感应板8与所述磁体座2的间距以调节制动力的大小，所述间距的调节方法包括步骤S5、步骤S6、步骤S7和步骤S8，其中：

步骤S5、获取第三信息和第四信息，所述第三信息为车体9的实时的总质量和制动减速度；所述第四信息为所述感应板8与所述磁体座2的实际间距。本步骤中，通过车重传感器实时采集车体9的重量，通过加速度传感器13实时采集车体9的制动减速度，通过位移传感器14采集感应板8与所述磁体座2的实际间距。

步骤S6、根据所述第三信息和预设制动减速度，得到所述车体9的制动力调节值。在本步骤中，根据牛顿第二定律分别计算理论制动力和实际制动力，理论制动力为预设制动减速度与车体9的实时总质量的乘积，预设制动减速度为对应时速段自定义的制动减速度；实际制动力为第三信息的乘积。求实际制动力与理论制动力之差得到车体9的制动力调节值。

步骤S7、根据所述制动力调节值，得到理论间隙值。在本步骤中，若制动力调节值大于零，则说明当前实际制动力过大，则需要增大感应板8与永磁体1之间的间隙值；若制动力调节值等于零，说明当前不需要调节制动力；若小于零，则说明当前实际制动力过小，则需要减小感应板8与永磁体1之间的间隙值。本实施例中的理论间隙值是根据总结得出的制动力大小随气隙大小的变化规律，计算得出的感应板8与永磁体1之间的理论间隙值。

步骤S8、根据所述理论间隙值和所述第四信息，得到所述感应板8与所述磁体座2的间距调节值。在本步骤中，求第四信息与理论间隙值之差，得到所述间距的调节值。若间距的调节值大于零，则控制器驱动伸缩杆6伸长(伸长量与间距的调节值一致)，使得永磁体1靠近感应板8；若间距的调节值等于零，则当前间距不需要调节；若间距的调节值小于零，则控制器驱动伸缩杆6缩短(缩短量与间距的调节值一致)，使得永磁体1远离感应板8。

在上述间距的调节方法中，不仅克服了现有的永磁涡流制动器其制动力难以调节的缺点，还考虑了车体9总质量在不同时段的实时变化的情况，实时确定当前车体9的实际制动力与理论制动力的大小，从而达到更精准的控制制动力的大小，提高制动性能的同时还降低能耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种涡流制动装置，其特征在于，包括设置于轨道基座(10)内壁上的感应板(8)和设置于悬浮架构架(12)两侧的制动组件(101)，所述感应板(8)沿所述轨道基座(10)延伸方向设置，所述感应板(8)由导电的非铁磁材料制成；其中，所述制动组件(101)包括：

升降机构，所述升降机构的一端与所述悬浮架构架(12)的垂直于地面的外侧面相连；

磁体座(2)，所述磁体座(2)与所述升降机构的另一端相连，所述磁体座(2)与所述感应板(8)位于同一高度且相互平行，所述磁体座(2)靠近所述感应板(8)的表面沿所述轨道基座(10)的延伸方向均匀且无间隙地设置有多个永磁体(1)，多个所述永磁体(1)按不同预设的充磁方向呈直线排列。

2.根据权利要求1所述的涡流制动装置，其特征在于：多个所述永磁体(1)按Halbach永磁阵列的充磁方向呈直线排列，所述Halbach永磁阵列的强磁场侧面靠近所述感应板(8)的一侧设置。

3.根据权利要求2所述的涡流制动装置，其特征在于：所述Halbach永磁阵列的磁化角度为30°至90°。

4.根据权利要求1所述的涡流制动装置，其特征在于：多个所述永磁体(1)按对极式的充磁方向呈直线排列，所述按对极式的充磁方向呈直线排列的设置表现为：所有的所述永磁体(1)的充磁方向与所述轨道基座(10)的延伸方向平行，相邻所述永磁体(1)的充磁方向相反。

5.根据权利要求1所述的涡流制动装置，其特征在于：所述升降机构包括伸缩杆(6)、撑杆(5)、线性导向管(3)、弹簧(4)和止挡件(7)，多个所述线性导向管(3)固定设置于所述悬浮架构架(12)，所述伸缩杆(6)和所述撑杆(5)分别套设于所述线性导向管(3)内，所述伸缩杆(6)和所述撑杆(5)平行设置，所述弹簧(4)套设于所述撑杆(5)上，且所述弹簧(4)的两端分别抵接所述线性导向管(3)和所述止挡件(7)，所述伸缩杆(6)和所述撑杆(5)分别与所述磁体座(2)的同一侧固定相连。

6.根据权利要求1所述的涡流制动装置，其特征在于：所述升降机构还包括设置于车体(9)的控制器，所述磁体座(2)上设置有位移传感器(14)，所述位移传感器(14)用于测量所述感应板(8)与所述磁体座(2)的间隙距离，所述控制器分别与所述升降机构和所述位移传感器(14)相连。

7.根据权利要求1所述的涡流制动装置，其特征在于：所述轨道基座(10)沿其延伸方向设置不同时速区段，根据所述时速区段，沿所述轨道基座(10)的延伸方向设置不同厚度、不同电导率和/或不同宽度的所述感应板(8)。

8.一种涡流制动装置的制动方法，其特征在于，磁悬浮列车采用如权利要求1-7任一项所述涡流制动装置进行制动，所述制动方法包括：

磁悬浮列车制动时，涡流制动装置工作使得设置于所述悬浮架构架(12)两侧的所述升降机构沿其轴向做直线往复运动；

所述磁体座(2)随着所述升降机构的运动而靠近设置于所述轨道基座(10)内壁上的所述感应板(8)；

随着所述悬浮架构架(12)的移动带动所述磁体座(2)相对所述感应板(8)运动，所述感应板(8)切割所述磁体座(2)上所述永磁体(1)的磁感线而产生电涡流；

所述电涡流在所述永磁体(1)的磁场作用下产生与所述悬浮架构架(12)位移方向相反的洛伦磁力，以使得磁悬浮列车制动。

9.根据权利要求8所述的涡流制动装置的制动方法，其特征在于：所述轨道基座(10)沿其延伸方向设置不同的时速段，在不同的所述时速段设置不同的所述感应板(8)，所述感应板(8)的设置方法包括：

获取第一信息和第二信息，所述第一信息为当前所述时速段对应的预设行车速率；所述第二信息为所述磁体座(2)中的永磁阵列沿所述轨道基座(10)延伸方向的长度信息，所述永磁阵列采用Halbach阵列排列；

根据所述第一信息，得到第一参数，所述第一参数包括所述感应板(8)的电导率和相对磁导率；

根据所述第一信息和所述第二信息，得到第二参数，所述第二参数为所述第一信息和所述第二信息的比值；

根据所述第一参数和所述第二参数，得到所述感应板(8)的临界厚度值。

10.根据权利要求8所述的涡流制动装置的制动方法，其特征在于：所述涡流制动装置的制动方法还包括：通过调整所述感应板(8)与所述磁体座(2)的间距以调节制动力的大小，所述感应板(8)与所述磁体座(2)的间距调节方法包括：

获取第三信息和第四信息，所述第三信息为车体(9)的实时的总质量和制动减速度；所述第四信息为所述感应板(8)与所述磁体座(2)的实际间距；

根据所述第三信息和预设制动减速度，得到所述车体(9)的制动力调节值；

根据所述制动力调节值，得到理论间隙值；

根据所述理论间隙值和所述第四信息，得到所述感应板(8)与所述磁体座(2)的间距调节值。

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