[實(shí)用新型]一種線性渦流制動(dòng)試驗(yàn)用電磁鐵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821880987.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN208921455U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁福焰;王可;王立超;王立寧;高立群;楊兆禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司;中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司機(jī)車車輛研究所
• 主分類號(hào): G01M17/08
• 分類號(hào): G01M17/08;G01M13/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本實(shí)用新型提供了一種線性渦流制動(dòng)試驗(yàn)用電磁鐵，用于線性渦流制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)包括：安裝座及輪狀軌道，試驗(yàn)用電磁鐵包括：磁軛、對(duì)磁極、連接板及導(dǎo)磁墊；磁極包括：鐵芯、線圈及接線柱；磁軛為弧形以與輪狀軌道匹配；各磁極均勻螺接于磁軛的凹面；連接板分別與磁軛及安裝座螺接，用于將磁軛固定于安裝座；鐵芯上表面為平面并設(shè)有螺紋孔，鐵芯下表面為弧面，該弧面半徑與輪狀軌道的半徑匹配；線圈均勻纏繞于鐵芯外表面；各接線柱分別與線圈連接，并穿過磁軛上設(shè)置的通孔與電源線連接；導(dǎo)磁墊設(shè)置于磁極與磁軛間，用于氣隙微調(diào)及降低磁阻。本申請(qǐng)具有更好模擬實(shí)際渦流制動(dòng)裝置電磁結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)、安裝方便、氣隙及偏移量易于調(diào)整等有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及軌道車輛制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線性渦流制動(dòng)試驗(yàn)用電磁鐵，適用于高速列車線性渦流制動(dòng)的試驗(yàn)研究。

背景技術(shù)

制動(dòng)技術(shù)是高速列車的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于高速列車制動(dòng)能量巨大，因此在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)安全停車和減速控制具有一定的難度。世界上高速列車普遍采用多種制動(dòng)方式相配合的復(fù)合制動(dòng)模式，主要制動(dòng)方式包括再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)、摩擦制動(dòng)、渦流制動(dòng)、磁軌制動(dòng)和空氣動(dòng)力制動(dòng)等。我國動(dòng)車組采用再生制動(dòng)+摩擦制動(dòng)(盤形制動(dòng))方式，這也是世界上應(yīng)用最多的高速列車制動(dòng)方式。這兩種方式都要通過輪軌之間的黏著力發(fā)揮制動(dòng)作用，但在雨、雪等惡劣天氣條件下，輪軌黏著狀態(tài)變差，影響制動(dòng)力的發(fā)揮，制動(dòng)距離難以保證；隨著列車速度的提高，輪軌黏著系數(shù)也會(huì)逐漸降低，導(dǎo)致高速區(qū)段制動(dòng)力不足，從而不得不加大制動(dòng)距離，安全性和運(yùn)輸效率都會(huì)降低。

線性渦流制動(dòng)是一種非接觸式電磁制動(dòng)方式，不依賴于輪軌黏著，在高速區(qū)段可發(fā)揮較大的制動(dòng)力，既可用于緊急制動(dòng)，又可用于常用制動(dòng)，能有效縮短制動(dòng)距離，提高行車安全性，并且具有無機(jī)械磨損、無噪聲、無氣味、制動(dòng)力可控等突出優(yōu)點(diǎn)，還可減少機(jī)械制動(dòng)的磨耗，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性良好，特別適用于高速列車制動(dòng)系統(tǒng)。

線性渦流制動(dòng)又稱軌道渦流制動(dòng)，其基本原理是將制動(dòng)用條形磁鐵安裝在軌道車輛轉(zhuǎn)向架上并位于鋼軌正上方，磁鐵的N、S極交替配置，極面與鋼軌面保持一定的氣隙，將鋼軌作為磁感應(yīng)體。利用磁鐵和磁感應(yīng)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在鋼軌中感應(yīng)出電渦流(簡(jiǎn)稱渦流)，由渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵產(chǎn)生的主磁場(chǎng)相互作用并使主磁場(chǎng)產(chǎn)生畸變，磁力線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，生成切向分力(即制動(dòng)力)，從而使列車減速，制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為鋼軌的渦流損耗。線性渦流制動(dòng)裝置所產(chǎn)生的制動(dòng)力直接作用在轉(zhuǎn)向架上，不受輪軌黏著限制，因此在高速區(qū)段具有顯著的制動(dòng)效果。

根據(jù)磁極材料，渦流制動(dòng)又可分為電磁渦流制動(dòng)和永磁渦流制動(dòng)。電磁渦流制動(dòng)的核心部件通常由鐵芯、線圈和磁軛組成，由外部供電電源提供勵(lì)磁，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的控制。永磁渦流制動(dòng)采用永磁材料制成的磁鐵取代電磁鐵，通過對(duì)磁鐵與感應(yīng)體相對(duì)位置或角度的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)渦流制動(dòng)力的控制。

自20世紀(jì)60年代末起，德、法、日等國就開展了渦流制動(dòng)技術(shù)在旅客列車上的應(yīng)用研究，并進(jìn)行了多年試驗(yàn)。從2000年開始，線性渦流制動(dòng)裝置在德國的ICE3高速列車上得到批量應(yīng)用，并且取得了良好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。目前由于技術(shù)和成本等因素的限制，永磁式渦流制動(dòng)尚未實(shí)現(xiàn)工程化。

在渦流制動(dòng)技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)過程中，了解和掌握制動(dòng)性能、影響因素及相互關(guān)系是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，對(duì)渦流制動(dòng)性能及其影響因素的研究主要有兩種途徑，一是采用解析法或數(shù)值法進(jìn)行計(jì)算分析，二是采用試驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或試驗(yàn)。由于對(duì)電磁機(jī)理的認(rèn)識(shí)和描述不夠深入、完整，或者對(duì)邊界條件等定義不夠清晰、準(zhǔn)確，因此計(jì)算分析方法往往存在較大偏差。渦流制動(dòng)的試驗(yàn)方法，是利用特殊的試驗(yàn)裝置(試驗(yàn)臺(tái))對(duì)渦流制動(dòng)的現(xiàn)象和過程進(jìn)行模擬及測(cè)試，其基本原理是用試驗(yàn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替列車的直線運(yùn)動(dòng)，該試驗(yàn)臺(tái)帶有一定的或可調(diào)的慣性負(fù)載，模擬制動(dòng)質(zhì)量，通過電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，使渦流制動(dòng)磁鐵與感應(yīng)體(圓形模擬軌道)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到預(yù)定速度后實(shí)施制動(dòng)，在渦流制動(dòng)力的作用下，使慣性系統(tǒng)減速，測(cè)試系統(tǒng)同步采集制動(dòng)過程中的各種數(shù)據(jù)，即可獲得所需的制動(dòng)性能及相關(guān)參數(shù)。