[發明專利]一種直線型渦流磁制動器的設計方法

有效

• 申請號: 201910345794.8
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110110417B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 朱靜
• 申請（專利權）人: 南京輯星科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發明涉及一種直線型渦流磁制動器的設計方法，包括以下步驟：第一步，設定制動力與制動速度曲線和制動器外觀尺寸；第二步，設計制動器各模塊性能與結構；第三步，根據空間磁場和電磁感應定律，以制動力?速度曲線為目標函數，設計計算各模塊性能與結構優化算法；第四步，通過優化算法的計算，耦合設計各組成結構模塊。本發買那個滿足需要多種型號磁制動器靈活組合的、適應能力強的直線型渦流磁制動系統的設計要求，解決了直線型渦流磁制動器的高適應性、高效快速設計；采用模塊化設計方法，實現了對磁制動器設計過程的每一個模塊進行依次求解，從而設計各模塊的功能與結構；可同時根據磁制動系統的總體設計要求，高效、快速、優化設計出不同型號性能的磁制動器，大幅度提高了直線型渦流磁制動器設計的效率。

技術領域

本發明屬于渦流制動設計領域，特別是一種直線型渦流磁制動器的設計方法。

背景技術

渦流制動是近幾十年發展起來的一種新型的制動方式，因其原理簡單、無摩擦和高可靠而在不同領域獲得應用。目前，渦流制動已在高速列車、公交車輛、游樂設備等領域的制動系統中已具有許多成功的應用先例。在軌道交通車輛領域，正在研究和使用的渦流制動器分為旋轉型渦流制動器和線性渦流制動器兩大分類。不管是旋轉型渦流制動器，還是線性渦流制動器，兩種渦流制動的實質都是利用法拉第電磁感應原理把運動物體的動能轉化為電能，電能轉化為熱能散發掉，從而使運動物體減速或制動。

渦流制動作為一種非粘著性制動方式，具有許多傳統制動方式無法比擬的優點，主要表現為：(1)節能、可靠，不需要外接電源，大大節省了制動用電，且可以實現零響應時間，安全性得以保證；(2)無噪音、壽命長，由于不存在表面間接觸，不存在摩擦和磨損等問題，因此不會產生噪聲和制動粉塵，使用壽命長；(3)制動過程柔和、平穩、舒適性能好；(4)散熱性能好，由于制動板及磁組分別安裝在不同結構上，有利于制動熱量的快速散發。基于永磁渦流制動技術的獨特特點，使線性永磁渦流制動在“過山車”和“自由落體”等直線運動類游樂設備的制動系統中有著很好的應用前景。現有線性渦流制動系統的設計多基于磁組及制動板的成品結構。

2013年，姚明等公開了《一種永磁盤式制動器及其制動方法》，通過調節轉子盤旋轉角度的大小來調節制動力大小，此發明方法無法擴展應用到直線型渦流磁制動器設計中。唐永春和葉云岳在《永磁渦流制動的有限元分析與設計》一文中，針對已知磁制動系統，利用有限元法分析了永磁渦流制動器的制動性能，卻未給出如何利用有限元結果對制動器進行設計。因此，如何根據已知的制動性能要求設計渦流制動器是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直線型渦流磁制動器的設計方法，滿足需要多種型號磁制動器靈活組合的、適應能力強的直線型渦流磁制動系統的設計要求。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種直線型渦流磁制動器的設計方法，包含如下步驟：

第一步，設定制動力與制動速度曲線，以及制動器外觀尺寸；

第二步，設計制動器各模塊；

第三步，根據空間磁場和電磁感應定律，以制動力-速度曲線為目標函數，設計計算各模塊性能與結構優化算法；

第四步，通過優化算法的計算，耦合設計各組成結構模塊，輸出直線型渦流磁制動器的設計結果。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：

(1)采用模塊化設計方法，實現了對磁制動器設計過程的每一個模塊進行依次求解，從而設計各模塊的功能與結構。

(2)可同時根據磁制動系統的總體設計要求，高效、快速、優化設計出不同型號性能的磁制動器，大幅度提高了直線型渦流磁制動器設計的效率。

附圖說明

圖1為本發明直線型渦流磁制動器的設計方法的流程圖。

圖2為本發明直線型渦流磁制動器的設計方法的優化算法流程圖。