KR100278700B1 - Eddy Current Braking System Using Permanent Magnet - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영구자석을 이용한 와전류 제동장치에 관한 것으로서, 동일 극성을 갖는 면들간에 상호 마주보도록 이격(離隔)위치하는 다수개의 직육면체형 영구자석(10); 상호 인접한 상기 영구자석(10) 사이의 이격공간에 삽입위치하는 동일 형상의 철심(20); 및 상기 영구자석(10)의 동일 극성 대향면을 따라 위치하되, 상기 영구자석(10) 및 상기 철심(20)과 소정 거리의 공극(Air Gap)(30)을 갖도록 이격형성된 전도체(Electrical conductor)(35)를 포함하여 구성되되, 보다 자속을 집중생성시키기 위하여 상기 영구자석(10)의 동일 극성이 마주보도록 배치하여, 바퀴(Wheel)를 통하지 않고 상기 철도차량에 직접 보조 제동력을 제공하되, 별도의 전원장치가 필요없이 자체적으로 제동력을 발생시킴으로써, 에너지를 절감할 수 있고, 장치를 경량화시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to an eddy current braking apparatus using a permanent magnet, comprising: a plurality of rectangular parallelepiped permanent magnets (10) spaced apart from each other to face each other having the same polarity; Iron cores 20 of the same shape that are inserted into the spaced space between the adjacent permanent magnets 10; And a conductor disposed along the same polarity facing surface of the permanent magnet 10 and spaced apart from the permanent magnet 10 and the iron core 20 to have an air gap 30 at a predetermined distance. It is configured to include (35), in order to create a more magnetic flux is arranged to face the same polarity of the permanent magnet 10, to provide an auxiliary braking force directly to the railway vehicle without going through the wheel (Wheel), separate By generating a braking force on its own without the need for a power supply, it is a very useful invention that can save energy and reduce the weight of the device.

Description

영구자석을 이용한 와전류 제동장치Eddy Current Braking System Using Permanent Magnet

본 발명은 영구자석을 이용한 와전류 제동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 권선코일에 전류를 흐르게 하여 자속을 발생시키는 대신 영구자석을 사용하여 자체적으로 자속을 발생시킴으로써, 전류 발생을 위해 필요한 에너지를 절감할 수 있는 것은 물론, 전체 장치를 경량화시킬 수 있도록 한 영구자석을 이용한 와전류 제동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an eddy current braking apparatus using a permanent magnet, and more particularly, by generating a magnetic flux by using a permanent magnet instead of generating a magnetic flux by flowing a current through the winding coil, the energy required for generating a current As well as saving, the present invention relates to an eddy current braking device using a permanent magnet that makes the entire device lighter.

일반적으로 철도차량용 제동장치에는 보다 고출력의 제동력이 요구되고 있으며, 이때 필요한 제동력은 차량 제동장치의 용량에 따라 크게 좌우된다. 그런데, 통상적으로 제동력은 철도 차량의 바퀴(Wheel)를 통해 전달되므로, 상기 제동력은 차량 바퀴와 레일(Rail)간의 마찰계수 즉, 점착계수(粘着係數)에 따라 달라지게 되는데, 이때 상기 점착계수는 바퀴와 레일간의 점착 조건 또는 기상 상태에 따라 가변되기 때문에, 상기 필요한 고출력의 제동력을 바퀴에 인가할 경우, 슬립(Slip)현상으로 인해 바퀴 및 레일이 급격히 마모됨은 물론, 정확한 제동이 이루어지지 못하게 되어 결국 안정된 철도차량의 운행이 불가능하게 된다는 문제점이 있었다.In general, a higher power braking force is required for a railway vehicle braking device, and the required braking force depends on the capacity of the vehicle braking device. However, since the braking force is typically transmitted through a wheel of a railroad vehicle, the braking force varies depending on a friction coefficient, that is, an adhesion coefficient between the vehicle wheel and a rail, wherein the adhesion coefficient is Since it varies depending on the adhesion condition between the wheel and the rail or the weather condition, when the necessary high power braking force is applied to the wheel, the wheel phenomenon and the rail may be rapidly worn due to the slip phenomenon, and accurate braking may not be achieved. As a result, there was a problem that the operation of a stable railway vehicle is impossible.

이에 따라, 상기 차량 바퀴를 통해 제동력을 인가하는 대신 철도차량에 직접 제동력을 인가하기 위한 방법이 고안되었는 바, 권선전류를 이용한 와전류 제동장치가 개발되었으며 현재 독일에서 실용화를 추진하고 있는 고속전철용 선형와전류 제동장치의 경우, 상기 고속전철에 보조 제동력만을 제공하기 위한 보조 제동장치로서 현재 개발 중에 있다.Accordingly, a method for applying a braking force directly to a railway vehicle instead of applying braking force through the vehicle wheel was devised. An eddy current braking device using a winding current has been developed, and a linear eddy current for high speed trains currently being promoted in Germany. In the case of a braking device, it is currently being developed as an auxiliary braking device for providing only auxiliary braking force to the high-speed train.

도 1은 권선전류를 이용한 고속전철용 와전류 제동장치에서의 자속발생구조의 일부를 개념적으로 도시한 것으로서, 고속전철(미도시) 일측부에 부착된 철심(Iron Core)(1);과 상기 철심에 권취된 권선(捲線)코일(Coil) (2)을 포함하여 구성되어 있었으며, 상기 철심(1) 및 상기 권선코일(2)은 도체인 레일(3) 위에 소정 거리 이격설치되어 있었다.1 conceptually shows a part of a magnetic flux generating structure in an eddy current braking device for a high speed train using a winding current, and includes an iron core 1 attached to one side of a high speed train (not shown); And a winding coil (2) wound around the coil core (2), and the iron core (1) and the winding coil (2) were spaced apart a predetermined distance on the rail (3) as a conductor.

상기와 같이 구성된 종래의 권선전류를 이용한 와전류 제동장치를 이용하여 보조 제동력을 발생시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of generating the auxiliary braking force using the eddy current braking device using the conventional winding current configured as described above are as follows.

제동력을 발생시키고자 하는 시점에서 별도의 전원장치(도면 미도시)를 이용하여 상기 권선코일(2)에 전류를 흘려주면 전류가 흐르는 동안에는 이 전류에 의해 상기 레일(3)에 접촉하는 상기 철심(1)에 각각 N극과 S극으로 하는 자력이 발생하여, 약 10mm의 공극을 유지하고 있는 상기 레일(3)과의 사이에서 자계(磁界)를 형성한다.When a current is flowing through the winding coil 2 using a separate power supply device (not shown) at the time of generating the braking force, the iron core contacting the rail 3 by this current while the current is flowing ( A magnetic force serving as the N pole and the S pole, respectively, is generated in 1), and a magnetic field is formed between the rails 3 holding a gap of about 10 mm.

그런데, 상기 철심(1)과 상기 권선코일(2)은 주행중인 상기 고속전철에 부착되어 함께 이동중에 있으므로, 상기 레일(3)의 입장에서 볼 때 도체인 상기 레일(3)이 전자석화된 상기 철심(1)에 의해 생성되는 자속을 끊으면서 이동하는 것과 동일한 효과가 있게 되며, 이에 따라 상기 레일(3) 표면에 전자유도 현상에 의한 유도 기전력이 발생하게 되는 바, 이때 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 결정되며 이렇게 발생된 유도 기전력에 의해 상기 레일(3)에는 소용돌이 모양의 와전류(Eddy Current)가 생성된다.By the way, since the iron core 1 and the winding coil 2 are attached to the high-speed train running and are moving together, the rail 3, which is a conductor when viewed from the position of the rail 3, is electromagnetized. The same effect as moving while breaking the magnetic flux generated by the iron core (1), the induced electromotive force generated by the electromagnetic induction phenomenon on the surface of the rail (3), wherein the direction of the electromotive force is The induced electromotive force generated by the law of the right hand generates a spiral eddy current in the rail 3.

상기 과정이 일어나는 동안에도 상기 권선코일(2)에는 계속 전류가 인가되어 자계를 형성하고 있으므로, 이렇게 형성된 자계속에 위치하는 상기 도체 레일(3)에 와전류가 흐르게 되면, 전류의 방향 및 자계의 방향에 대해 각각 직각 방향으로 작용하는 전자력이 발생하는 바, 이렇게 생성되는 전자력의 방향은 플레밍의 왼손법칙으로부터 간단하게 알 수 있다.Since the current is continuously applied to the winding coil 2 to form a magnetic field even while the process is taking place, when an eddy current flows through the conductor rail 3 positioned in the magnetic continuation thus formed, the direction of the current and the direction of the magnetic field. The electromagnetic force acting in the orthogonal direction with respect to each other is generated, and the direction of the generated electromagnetic force can be easily known from Fleming's left-hand law.

최종적으로, 이렇게 구해진 전자력의 방향은 상기 고속전철의 주행방향에 대해 반대방향으로 작용하므로 결국 고속전철에 대해 보조 제동력으로 작용하게 되는 것이다.Finally, the direction of the electromagnetic force thus obtained acts in the opposite direction to the traveling direction of the high speed train, and thus acts as an auxiliary braking force for the high speed train.

그러나, 상기 고속전철용 와전류 제동장치는, 제동력을 얻기 위한 와전류 발생을 위한 전단계로서의 자속을 발생시키기 위해 상기 권선코일(2)에 전류를 인가하여야 하는 바, 전류를 공급하기 위한 전원장치가 필요하고, 또한 보다 충분한 제동력을 얻기 위해서는 높은 전류를 흘려주어야 하는 바, 상기 권선코일(2)에서의 전력손실이 크다는 문제점이 있었다.However, the eddy current braking device for a high-speed train is required to apply a current to the winding coil 2 in order to generate a magnetic flux as a previous step for generating an eddy current for obtaining a braking force. In addition, in order to obtain a more sufficient braking force, a high current must be flowed, which causes a problem in that the power loss in the winding coil 2 is large.

또한, 상기 와전류에 의해 발생하는 줄(Joule)열로 인한 에너지 손실을 와전류손(渦電流損)이라고 하는 바, 상기 와전류손이 발생하면 상기 자성체의 온도가 상승하게 되어 절연성에 나빠진다는 문제점이 있었다.In addition, since the energy loss due to Joule heat generated by the eddy current is called eddy current loss, when the eddy current loss occurs, the temperature of the magnetic material rises, resulting in poor insulation.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 바퀴(Wheel)를 통하지 않고 상기 철도차량에 직접 보조 제동력을 제공하되, 별도의 전원장치가 필요없이 자체적으로 제동력을 발생시킴으로써, 에너지를 절감할 수 있고, 장치를 경량화시킬 수 있는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, but provides auxiliary braking force directly to the railway vehicle without passing through a wheel, and generates a braking force by itself without the need of a separate power supply device. It is an object of the present invention to provide an eddy current braking device using a permanent magnet that can reduce the weight and reduce the weight of the device.

도 1은 권선전류를 이용한 고속전철용 와전류 제동장치에서의 자속발생구조의 일부를 개념적으로 도시한 것이고,FIG. 1 conceptually illustrates a part of a magnetic flux generating structure in an eddy current braking apparatus for a high speed train using a winding current,

도 2는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치의 개념적 구성을 도시한 사시도 및 정면도이고,2 is a perspective view and a front view showing a conceptual configuration of the eddy current braking apparatus using a permanent magnet according to the present invention,

도 3은 도 2에 구현된 개념을 이용하여 실제 철도차량용 와전류 제동장치에 적용한 것을 도시한 사용상태도이고,Figure 3 is a state diagram showing the application to the actual eddy current braking device for a railway vehicle using the concept implemented in Figure 2,

도 4는 도 3의 일부 사시도이고,4 is a partial perspective view of FIG. 3,

도 5는 정상 상태에서의 자속곡선을 도시한 것이고,5 shows a magnetic flux curve in a steady state,

도 6은 철도차량의 속도에 따른 제동력 및 흡인력 곡선을 도시한 것이고,Figure 6 shows the braking force and suction force curve according to the speed of the railway vehicle,

도 7a 및 도 7b는 동일한 부피하에서, 자속을 보다 증가시킬 수 있도록 영구자석 및 철심의 형태를 변형한 실시예를 각각 도시한 것이고,7A and 7B illustrate embodiments in which the shapes of the permanent magnets and the iron cores are modified to increase the magnetic flux under the same volume, respectively.

도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도체의 폭이 한정된 경우, 자속을 보다 증가시킬 수 있도록 영구자석 및 철심의 형태를 변형한 실시예를 각각 도시한 것이다.8A, 8B, and 8C illustrate embodiments in which the shape of the permanent magnet and the iron core is modified to increase the magnetic flux even when the width of the conductor is limited.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1, 20 : 철심(Iron Core) 2 : 권선코일1, 20: Iron Core 2: Winding coil

3, 60 : 레일 10 : 영구자석3, 60: rail 10: permanent magnet

30 : 공극(Air gap) 35 : 도체30: air gap 35: conductor

40 : 지지대 41 : 바퀴40: support 41: wheels

42 : 철도차량 대차(Bogie) 43 : 지지구42: railroad car bogie 43: support

50 : 와전류 제동부 61 : 레일 상면50: eddy current brake 61: rail upper surface

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치는, 비접촉 방식의 제동장치에 있어서, 도체로부터 소정 거리 이격되어 피제동체에 고정구비되되, 동일 극성의 면끼리 상호 마주보도록 이격위치하는 다수개의 영구자석; 및 상기 다수개의 영구자석에 의해 형성된 이격공간에 각각 삽입고정되는 철심을 포함하여 구성되는 것에 그 특징이 있는 것이다.The eddy current braking device using the permanent magnet according to the present invention for achieving the above object, in the non-contact braking device, is fixed to the driven body spaced apart from the conductor by a predetermined distance, so that the faces of the same polarity face each other A plurality of permanent magnets spaced apart; And it is characterized in that it comprises an iron core that is inserted and fixed in the separation space formed by the plurality of permanent magnets, respectively.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치는, 별도의 전원공급장치 필요없이 영구자석을 이용하여 계속적으로 자속을 발생시켜 이에 의해 상기 도체에 와전류를 생성시키며, 이렇게 생성된 와전류에 의해 전자력이 발생하는 바, 전자력의 방향이 상기 피제동체의 이동방향에 대하여 반대방향이 되므로 제동력으로 작용하게 되는 것이다.The eddy current braking apparatus using the permanent magnet according to the present invention configured as described above generates a magnetic flux continuously by using the permanent magnet without the need of a separate power supply, thereby generating an eddy current in the conductor, As the electromagnetic force is generated, the direction of the electromagnetic force becomes opposite to the moving direction of the to-be-damaged body, thereby acting as a braking force.

상기 영구자석 및 철심에 의해 발생되는 자속이 필요한 제동력을 발생시키기에 충분하지 못할 경우에는, 상기 동일 극성 면끼리 마주보도록 위치시킨 상태에서 상기 영구자석 및 상기 철심의 형상을 변형시킴으로써 보다 큰 자속을 발생시킬 수 있다.When the magnetic flux generated by the permanent magnet and the iron core is not sufficient to generate the necessary braking force, a larger magnetic flux is generated by deforming the shape of the permanent magnet and the iron core in a state where the same polarities face each other. You can.

이하, 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치의 일 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of an eddy current braking apparatus using a permanent magnet according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치(Permanent Magnet excited Eddy-Current Brake)의 개념적 구성을 도시한 사시도 및 정면도를 각각 나타낸 것으로서, 동일 극성을 갖는 면들간에 상호 마주보도록 이격(離隔)위치하는 다수개의 직육면체형 영구자석(10); 상호 인접한 상기 영구자석(10) 사이의 이격공간에 삽입위치하는 동일 형상의 철심(20); 및 상기 영구자석(10)의 동일 극성 대향면을 따라 위치하되, 상기 영구자석(10) 및 상기 철심(20)과 소정 거리의 공극(Air Gap)(30)을 갖도록 이격형성된 전도체(Electrical conductor)(35)를 포함하여 구성되어 있으며, 일반적인 영구자석 배치로는 제동력을 발생시킬수 있을 만한 자속밀도를 얻을 수 없으므로, 보다 자속을 집중생성시키기 위하여 상기 영구자석(10)의 동일 극성이 마주보도록 배치하였고, 상기 철심(20)은 그 양측에 인접한 상기 영구자석(10)의 극성에 따라 N극 또는 S극으로 자화되어 있다.Figure 2 is a perspective view and a front view showing a conceptual configuration of a permanent magnet excited Eddy-Current Brake using a permanent magnet according to the present invention, respectively, spaced apart to face each other between the surfaces having the same polarity (離 隔) A plurality of rectangular parallelepiped permanent magnets 10; Iron cores 20 of the same shape that are inserted into the spaced space between the adjacent permanent magnets 10; And a conductor disposed along the same polarity facing surface of the permanent magnet 10 and spaced apart from the permanent magnet 10 and the iron core 20 to have an air gap 30 at a predetermined distance. It is configured to include (35), and since the magnetic flux density that can generate a braking force can not be obtained by a general permanent magnet arrangement, the same polarity of the permanent magnet 10 is disposed to face each other in order to generate more concentrated magnetic flux The iron core 20 is magnetized to an N pole or an S pole according to the polarity of the permanent magnets 10 adjacent to both sides thereof.

도 3은 상기 도 2에 구현된 개념을 이용하여 실제 철도차량용 와전류 제동장치에 적용한 것을 도시한 사용상태도이고, 도 4는 도 3의 일부 사시도로서, 철도차량의 앞·뒤 바퀴(41) 간에 구비된 철도차량 대차(Bogie)(42)의 일측 하단부에 부착된 지지대(Supporter)(40); 상기 지지대(40)의 하측에 구비된 지지구(43)에 고정지지된 영구자석여자 와전류 제동부(50); 및 상기 영구자석여자 와전류 제동부(50)로부터 소정 거리 이격되어 위치하는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치 레일(60)을 포함하여 구성되어 있다.3 is a state diagram showing the application to an actual railroad vehicle eddy current braking apparatus using the concept implemented in FIG. 2, and FIG. 4 is a partial perspective view of FIG. 3, provided between the front and rear wheels 41 of the railroad vehicle. A supporter (40) attached to one lower end of the railroad vehicle bogie (Bogie) 42; A permanent magnet excitation eddy current braking part 50 which is fixedly supported by the support 43 provided at the lower side of the support 40; And an eddy current braking device rail 60 using a permanent magnet positioned at a predetermined distance from the permanent magnet excitation eddy current braking unit 50.

상기 바퀴(15)는 상기 레일(60)과 직접 접촉되어 상기 철도차량 대차(42)에 주(Main) 제동력을 전달하며, 상기 영구자석여자 와전류 제동부(50)는 상기 레일(60)로부터 소정 거리 이격구비되어 보조 제동력을 발생전달한다.The wheel 15 is in direct contact with the rail 60 to transmit a main braking force to the railroad vehicle bogie 42, and the permanent magnet excitation eddy current braking unit 50 is predetermined from the rail 60. It is equipped with distance separation to generate and transmit auxiliary braking force.

상기 영구자석여자 와전류 제동부(50)는 도 2의 개념도에 도시된 바와 같이 상호 이격된 다수개의 영구자석(10) 및 상기 영구자석(10)의 이격공간에 삽입된 철심으로 구성되어 있다.The permanent magnet excitation eddy current braking unit 50 is composed of a plurality of permanent magnets 10 and the iron core inserted into the spaced space of the permanent magnet 10 as shown in the conceptual diagram of FIG.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치를 이용하여, 제동력을 발생시키는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of generating a braking force using the eddy current braking apparatus using a permanent magnet according to the present invention configured as described above are as follows.

본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치는, 필요할 경우마다 권선코일에 전류를 흐르게 하여 자속을 발생시키는 방식이 아니라 영구자석을 이용하여 자체적으로 자속을 발생시키므로, 별도의 전류 공급부가 필요없이 계속적인 자계형성이 가능한 바, 정상 상태에서의 자속은 도 5에 도시된 바와 같은 형태의 자속곡선을 갖게 된다. 단, 계속적 자계형성으로 인해 주행시에도 제동력이 발생할 우려가 있으므로, 상기 와전류 제동부(50)와 상기 레일(60)간의 거리를 조정하여 주행시에는 상기 공극(30)의 크기를 약 50mm 정도로 하고 실제 제동시에는 약 7mm 정도로 각각 가변이격시킴으로써 필요한 크기의 제동력을 얻는다.The eddy current braking device using the permanent magnet according to the present invention generates a magnetic flux by using a permanent magnet rather than a method of generating a magnetic flux by flowing a current to the winding coil whenever necessary, so that a separate current supply unit is not necessary. As it is possible to form a magnetic field, the magnetic flux in the steady state has a magnetic flux curve of the type shown in FIG. 5. However, since the braking force may occur during driving due to the continuous magnetic field formation, the distance between the eddy current braking unit 50 and the rail 60 is adjusted so that the size of the air gap 30 is about 50 mm during driving. At the same time, the required braking force is obtained by varying the distance of about 7mm.

철도차량에 제동력을 발생시키고자 하는 시점에서 상기 공극(30)의 크기를 약 7mm로 줄이게 되면, 주행중 상기 와전류 제동부(50)에 의해 생성되는 자속이 영구자석을 이용한 와전류 제동장치인 상기 레일(60)에 의해 끊어지게 되고, 이에 따라 상기 레일(60)의 상면(61)에 전자유도 현상에 의한 유도 기전력이 발생하게 되는 바, 이때 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 의해 결정되며 이렇게 발생된 유도 기전력에 의해 상기 레일상면(61)에는 소용돌이 모양의 와전류(Eddy Current)가 생성된다.When the size of the air gap 30 is reduced to about 7 mm when a braking force is generated in a railway vehicle, the magnetic flux generated by the eddy current braking unit 50 while driving is the eddy current braking device using a permanent magnet. 60), and thus induced electromotive force is generated on the upper surface 61 of the rail 60 by the electromagnetic induction phenomenon. The direction of the electromotive force is determined by Fleming's right hand law, By the induced electromotive force, a spiral eddy current is generated on the upper rail surface 61.

상기 과정이 일어나는 동안 상기 레일(60)은 상기 와전류 제동부(50)에 의해 생성되는 자계속에 계속 위치하고 있으므로, 상기 레일(60)에 와전류가 흐르게 되면 전류의 방향 및 자계의 방향에 대해 각각 직각 방향으로 전자력이 발생하는 바, 이렇게 생성되는 전자력의 방향은 플레밍의 왼손법칙으로부터 간단하게 알 수 있으며, 이와 같이 구해진 전자력의 방향은 상기 철도차량의 주행방향에 대해 반대방향으로 작용하므로 결국 철도차량에 대해 보조 제동력으로서 작용할 수 있게 되는 것이다.Since the rail 60 is continuously positioned in the magnetic field generated by the eddy current braking unit 50 during the process, when the eddy current flows in the rail 60, the rail 60 is perpendicular to the direction of the current and the direction of the magnetic field, respectively. As the electromagnetic force is generated in the direction, the direction of the generated electromagnetic force can be easily known from Fleming's left-hand law, and the direction of the electromagnetic force thus obtained acts in the opposite direction to the traveling direction of the railway vehicle. It can act as an auxiliary braking force.

결국, 상기 와전류 제동부(50)가 영구자석을 이용한 와전류 제동장치인 상기 레일(60) 위에서 소정 거리의 공극(30)을 갖고 이격된 상태에서 소정 속도로 움직이게 되면 영구자석을 이용한 와전류 제동장치인 상기 레일(60) 상에 와전류가 유기되고, 유기된 와전류에 의해 다시 상기 레일(60)에 전자력이 생성되어 제동력으로서 작용하는 과정은 종래 권선전류를 이용한 와전류 제동장치에서와 동일하며, 다만 와전류를 유기시키기 위해 필요한 자속발생을 위해, 권선코일에 전류를 인가하는 방식을 채택하는 대신 영구자석에 의한 방식을 채택함으로써, 전류공급을 위해 필요한 전원장치가 필요하지 않게 되어 에너지를 절감하고 장치의 크기도 축소시킬 수 있게 되는 것이다.As a result, when the eddy current braking unit 50 moves at a predetermined speed while being spaced apart from the rail 60 having a predetermined distance on the rail 60, which is an eddy current braking device using a permanent magnet, the eddy current braking device using a permanent magnet is used. The eddy current is induced on the rail 60, and the process of acting as a braking force by generating an electromagnetic force on the rail 60 again by the induced eddy current is the same as in the conventional eddy current braking apparatus using a winding current, In order to generate the magnetic flux necessary for the induction, by adopting a permanent magnet method instead of applying a current to the winding coil, the power supply necessary for supplying the current is not needed, which saves energy and increases the size of the device. It can be reduced.

한편, 도 6은 철도차량의 속도에 따른 제동력 및 흡인력 곡선을 도시한 것으로서, 제동력은 속도가 증가함에 따라 점차 증가하였다가 일정 속도 이상부터는 점차 감소하는 반면, 흡인력은 속도가 증가함에 따라 최초 정지시의 크기로부터 계속하여 감소하고 있음을 보여준다.Meanwhile, FIG. 6 shows braking force and suction force curves according to the speed of a railway vehicle, and the braking force gradually increases as the speed increases, but gradually decreases from a certain speed or more, while the suction force is initially stopped as the speed increases. It shows that it continues to decrease from the size of.

도 7a 및 도 7b는 상기 영구자석(10) 및 상기 철심(20)을 포함한 상기 와전류 제동부(50)의 전체 부피가 동일하다는 제한 아래에서 생성되는 자속을 보다 증가시킬 수 있도록 상기 영구자석(10) 및 철심(20)의 형태를 변형하여 체적을 크게한 실시예를 각각 도시한 것이다.7A and 7B illustrate the permanent magnet 10 so as to further increase the magnetic flux generated under the restriction that the total volume of the eddy current brake unit 50 including the permanent magnet 10 and the iron core 20 is the same. ) And an embodiment in which the shape of the iron core 20 is modified to increase the volume, respectively.

도 8a, 도 8b 및 도 8c는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치의 폭이 한정된 경우, 즉 상기 레일(60)의 상면(61) 폭이 한정되어 있는 경우에 자속을 증가시키기 위한 실시예를 도시한 것으로서, 상기 레일 상면(61)과의 접촉면은 동일 폭을 갖도록 형성하되 상부로 갈수록 점차 폭이 커지도록 형성한 것이며, 도 8b 및 도 8c는 이 경우에 있어서 다시 동일 부피하에서 자속을 보다 더 증가시키기 위하여 상기 영구자석(10) 및 철심(20)의 형태를 변형하여 체적을 크게 한 경우를 각각 도시한 것이다.8A, 8B and 8C show an embodiment for increasing magnetic flux when the width of the eddy current braking device using the permanent magnet is limited, that is, when the width of the upper surface 61 of the rail 60 is limited. In this case, the contact surface with the upper rail 61 is formed to have the same width, but the width is gradually increased toward the upper side, Figure 8b and 8c in this case to further increase the magnetic flux under the same volume again In order to deform the shape of the permanent magnet 10 and the iron core 20 to increase the volume, respectively.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 영구자석을 이용한 와전류 제동장치는, 바퀴(Wheel)를 통하지 않고 상기 철도차량에 직접 보조 제동력을 제공하되, 별도의 전원장치가 필요없이 자체적으로 제동력을 발생시킴으로써, 에너지를 절감할 수 있고, 장치를 경량화시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The eddy current braking device using the permanent magnet according to the present invention made as described above provides the auxiliary braking force directly to the railway vehicle without passing through a wheel, and generates a braking force by itself without requiring a separate power supply device. It is a very useful invention that can reduce the weight, and reduce the weight of the device.

Claims (4)

비접촉 방식의 제동장치에 있어서,In the non-contact braking device, 도체로부터 소정 거리 이격되어 피제동체에 고정구비되되, 동일 극성의 면끼리 상호 마주보도록 이격위치하는 다수개의 영구자석; 및A plurality of permanent magnets fixed to the driven body spaced apart from the conductor by a predetermined distance and spaced apart from each other to face the surfaces of the same polarity; And 상기 다수개의 영구자석에 의해 형성된 이격공간에 각각 삽입고정되는 철심을 포함하여 구성된 영구자석을 이용한 와전류 제동장치.An eddy current braking device using a permanent magnet including an iron core inserted into and fixed to the spaced space formed by the plurality of permanent magnets, respectively. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구자석 및 상기 철심의 결합구성은 직육면체형이 되도록 형성되되,The combination of the permanent magnet and the iron core is formed to be rectangular parallelepiped, 상기 영구자석이 일측방향으로 굽어지고, 굽어진 축을 중심으로 대칭인 형상을 갖는 특징으로 하는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치.The permanent magnet is bent in one direction, eddy current braking device using a permanent magnet characterized in that it has a symmetrical shape around the bent axis. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구자석 및 상기 철심의 결합구성은 직육면체형이 되도록 형성되되,The combination of the permanent magnet and the iron core is formed to be rectangular parallelepiped, 상기 각 영구자석의 상기 철심 대면(對面)간의 두께는 상기 도체측보다 상기 피제동체측이 두꺼운 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치.An eddy current braking device using permanent magnets, wherein the thickness of the permanent magnets of the permanent magnets is thicker than that of the conductor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구자석 및 상기 철심의 상호 접촉면의 폭은, 상기 도체 대향측보다 상기 피제동체측이 넓은 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 와전류 제동장치.An eddy current braking apparatus using a permanent magnet, wherein a width of the contact surface between the permanent magnet and the iron core is wider than that of the conductor facing side.
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