[發(fā)明專利]一種永磁渦流制動裝置

在審

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• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104467358A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏宇軒
• 申請（專利權(quán)）人: 夏宇軒
• 主分類號: H02K49/04
• 分類號: H02K49/04;H02K49/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁制動裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁渦流制動裝置，利用在無縫非磁性金屬管內(nèi)往復(fù)運動的永磁體所受到的反向渦流制動力進行制動。

背景技術(shù)

制動裝置是機械裝備安全運行的保障之一，其不僅影響到機械裝備性能的優(yōu)劣，而且直接關(guān)系到操作人員的生命財產(chǎn)安全。不僅如此,制動性能還直接影響機械裝備的運行效率。因此,良好的制動性能對保證設(shè)備安全運行和提高經(jīng)濟效益起著極其重要的作用。渦流制動是一種具有優(yōu)良特性的制動形式。

根據(jù)勵磁方式不同，渦流制動可分為電磁渦流制動和永磁渦流制動，電磁渦流制動采用纏繞多匝線圈繞組的高磁導(dǎo)率鐵芯(或其他材料)作為磁極，利用外部電源為線圈繞組提供電流，為產(chǎn)生渦流制動提供磁場。永磁渦流制動利用高性能永磁體產(chǎn)生磁場，可以通過對結(jié)構(gòu)尺寸進行設(shè)計來控制渦流制動力的大小。與電磁渦流制動相比，永磁渦流制動無需附加勵磁，因此不存在斷電時制動失效的危險，具有更高的可靠性。

根據(jù)磁鐵和感應(yīng)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)型式不同，渦流制動又可分為線性渦流制動和旋轉(zhuǎn)渦流制動。當線性渦流制動裝置安裝在轉(zhuǎn)向架上時，其主要包括電磁鐵，傳力桿，懸掛裝置等。當需要制動時，通電后的電磁鐵與感應(yīng)導(dǎo)體產(chǎn)生相對運動，在感應(yīng)導(dǎo)體上感應(yīng)出渦流，從而形成制動力。旋轉(zhuǎn)渦流制動裝置是將安裝在車軸上的金屬盤作為感應(yīng)導(dǎo)體，磁鐵安裝在金屬盤側(cè)邊。動車組應(yīng)用線性渦流制動裝置進行制動時，懸掛裝置使電磁鐵下降到低位，電磁鐵通電后產(chǎn)生的磁場在鋼軌中感應(yīng)出渦流，達到制動目的。動車組應(yīng)用旋轉(zhuǎn)渦流裝置進行制動時，旋轉(zhuǎn)的金屬盤在磁場中可感應(yīng)出渦流，從而形成制動力。

渦流制動裝置具有優(yōu)良特性，但仍然存在一些問題。線性渦流制動裝置存在的主要問題是感應(yīng)導(dǎo)體較長，不便于安裝散熱裝置；同時在軌道交通的應(yīng)用場合下，電磁場容易對軌道電路產(chǎn)生電磁干擾。旋轉(zhuǎn)渦流制動裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備日常維護較為困難，且不便于并聯(lián)組合使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，日常維護簡單，便于安裝散熱裝置，可以并聯(lián)使用的非接觸式制動裝置。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種永磁渦流制動裝置，其特征在于，該裝置包括無縫非磁性金屬管、永磁體、永磁體支架、連接桿、飛輪，永磁體安裝在支架上，支架通過連接桿與飛輪相連，且永磁體與無縫非磁性金屬管之間不存在表面接觸，永磁體在無縫非磁性金屬管內(nèi)做往復(fù)運動。

作為優(yōu)選實施方式，所述的無縫非磁性金屬管材質(zhì)應(yīng)不含磁性雜質(zhì)且管壁完全閉合，沒有縫隙，并在金屬管上安裝有散熱裝置；所述的永磁體的磁極方向與無縫非磁性金屬管的軸向平行，且永磁體的最大直徑應(yīng)小于無縫非磁性金屬管的最小內(nèi)徑；所述的永磁體支架材質(zhì)應(yīng)選用非磁性材料。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的制動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可以實現(xiàn)輕量化、小型化，適用于多種機械裝備。永磁體在非磁性金屬管內(nèi)做往復(fù)運動，故感應(yīng)導(dǎo)體長度短，有效節(jié)省感應(yīng)導(dǎo)體的材料。

(2)本發(fā)明的制動裝置是非接觸式的渦流制動裝置，無縫非磁性金屬管與永磁體表面之間沒有接觸,故不存在摩擦，避免了磨損和接觸疲勞產(chǎn)生的壽命問題，便于日常維護，并且不會產(chǎn)生制動粉塵和噪聲污染，節(jié)能環(huán)保。

(3)本發(fā)明的制動裝置無需勵磁，能夠提高使用效率以及材料利用率，并不存在斷電時制動失效的危險，且制動過程平穩(wěn)。

(4)本發(fā)明的制動裝置中，能量耗散機構(gòu)為無縫非磁性金屬管，便于安裝散熱裝置，能夠有效避免制動過程中產(chǎn)生的溫升問題。

附圖說明

圖1是一種永磁渦流制動裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是一種永磁渦流制動裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3是一種圓柱形永磁體的三維右手直角坐標系；

圖4是非磁性金屬管內(nèi)產(chǎn)生渦流的原理圖；

圖5是永磁體所受電磁力示意圖；

圖6是一種永磁渦流制動裝置的制動運行原理圖；

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

本發(fā)明涉及一種基于永磁體在無縫非磁性金屬管內(nèi)往復(fù)運動產(chǎn)生電磁力的制動裝置，如圖1所示，是本發(fā)明的一種最佳實施方式，圖2為本裝置部分結(jié)構(gòu)沿軸向四分之一剖開后的結(jié)構(gòu)示意圖，包括無縫非磁性金屬管1，散熱片2，永磁體3，永磁體支架4，連接桿5，輸出軸6，飛輪7，飛輪固定裝置8。其中，永磁體3在無縫非磁性金屬管1內(nèi)，通過永磁體支架4、連接桿5、飛輪7的聯(lián)接后與輸出軸6相連，從而構(gòu)成渦流制動裝置的整體結(jié)構(gòu)。