一种永磁涡流制动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电磁制动装置技术领域，涉及一种永磁涡流制动装置，利用在无缝非磁性金属管内往复运动的永磁体所受到的反向涡流制动力进行制动。该装置包括无缝非磁性金属管、永磁体、永磁体支架、连接杆、飞轮，永磁体安装在支架上，支架通过连接杆与飞轮相连，且永磁体与无缝非磁性金属管之间不存在表面接触，永磁体在无缝非磁性金属管内做往复运动。本发明专利技术结构简单紧凑，日常维护简单，便于安装散热装置，可以并联使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁制动装置
，尤其涉及一种永磁涡流制动装置，利用在无缝非磁性金属管内往复运动的永磁体所受到的反向涡流制动力进行制动。
技术介绍
制动装置是机械装备安全运行的保障之一，其不仅影响到机械装备性能的优劣，而且直接关系到操作人员的生命财产安全。不仅如此,制动性能还直接影响机械装备的运行效率。因此,良好的制动性能对保证设备安全运行和提高经济效益起着极其重要的作用。涡流制动是一种具有优良特性的制动形式。根据励磁方式不同，涡流制动可分为电磁涡流制动和永磁涡流制动，电磁涡流制动采用缠绕多匝线圈绕组的高磁导率铁芯(或其他材料)作为磁极，利用外部电源为线圈绕组提供电流，为产生涡流制动提供磁场。永磁涡流制动利用高性能永磁体产生磁场，可以通过对结构尺寸进行设计来控制涡流制动力的大小。与电磁涡流制动相比，永磁涡流制动无需附加励磁，因此不存在断电时制动失效的危险，具有更高的可靠性。根据磁铁和感应导体结构型式不同，涡流制动又可分为线性涡流制动和旋转涡流制动。当线性涡流制动装置安装在转向架上时，其主要包括电磁铁，传力杆，悬挂装置等。当需要制动时，通电后的电磁铁与感应导体产生相对运动，在感应导体上感应出涡流，从而形成制动力。旋转涡流制动装置是将安装在车轴上的金属盘作为感应导体，磁铁安装在金属盘侧边。动车组应用线性涡流制动装置进行制动时，悬挂装置使电磁铁下降到低位，电磁铁通电后产生的磁场在钢轨中感应出涡流，达到制动目的。动车组应用旋转涡>流装置进行制动时，旋转的金属盘在磁场中可感应出涡流，从而形成制动力。涡流制动装置具有优良特性，但仍然存在一些问题。线性涡流制动装置存在的主要问题是感应导体较长，不便于安装散热装置；同时在轨道交通的应用场合下，电磁场容易对轨道电路产生电磁干扰。旋转涡流制动装置结构复杂，设备日常维护较为困难，且不便于并联组合使用。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的上述不足，提供一种结构简单紧凑，日常维护简单，便于安装散热装置，可以并联使用的非接触式制动装置。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种永磁涡流制动装置，其特征在于，该装置包括无缝非磁性金属管、永磁体、永磁体支架、连接杆、飞轮，永磁体安装在支架上，支架通过连接杆与飞轮相连，且永磁体与无缝非磁性金属管之间不存在表面接触，永磁体在无缝非磁性金属管内做往复运动。作为优选实施方式，所述的无缝非磁性金属管材质应不含磁性杂质且管壁完全闭合，没有缝隙，并在金属管上安装有散热装置；所述的永磁体的磁极方向与无缝非磁性金属管的轴向平行，且永磁体的最大直径应小于无缝非磁性金属管的最小内径；所述的永磁体支架材质应选用非磁性材料。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术的制动装置结构紧凑，可以实现轻量化、小型化，适用于多种机械装备。永磁体在非磁性金属管内做往复运动，故感应导体长度短，有效节省感应导体的材料。(2)本专利技术的制动装置是非接触式的涡流制动装置，无缝非磁性金属管与永磁体表面之间没有接触,故不存在摩擦，避免了磨损和接触疲劳产生的寿命问题，便于日常维护，并且不会产生制动粉尘和噪声污染，节能环保。(3)本专利技术的制动装置无需励磁，能够提高使用效率以及材料利用率，并不存在断电时制动失效的危险，且制动过程平稳。(4)本专利技术的制动装置中，能量耗散机构为无缝非磁性金属管，便于安装散热装置，能够有效避免制动过程中产生的温升问题。附图说明图1是一种永磁涡流制动装置的整体结构示意图；图2是一种永磁涡流制动装置的结构剖视图；图3是一种圆柱形永磁体的三维右手直角坐标系；图4是非磁性金属管内产生涡流的原理图；图5是永磁体所受电磁力示意图；图6是一种永磁涡流制动装置的制动运行原理图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术涉及一种基于永磁体在无缝非磁性金属管内往复运动产生电磁力的制动装置，如图1所示，是本专利技术的一种最佳实施方式，图2为本装置部分结构沿轴向四分之一剖开后的结构示意图，包括无缝非磁性金属管1，散热片2，永磁体3，永磁体支架4，连接杆5，输出轴6，飞轮7，飞轮固定装置8。其中，永磁体3在无缝非磁性金属管1内，通过永磁体支架4、连接杆5、飞轮7的联接后与输出轴6相连，从而构成涡流制动装置的整体结构。在本实施例中，非磁性金属管采用圆柱形无缝金属管，散热器采用自然风冷式散热片，永磁体形状为圆柱形，其充磁方式为轴向均匀平行充磁。永磁体在金属管内做往复运动，其对称轴与无缝非磁性金属管对称轴重合。如图3所示，以圆柱形永磁体的中心为原点，永磁体N极方向为z轴正方向，建立三维右手直角坐标系。本实施例中永磁体形状为圆柱形，且为轴向均匀平行充磁，因此永磁体磁感应强度不存在切向分量，仅存在径向分量Br和z轴分量Bz，在空间中一场点P处的磁感应强度B可以表示为(Brcosθ，Brsinθ，Bz),其中θ为OP在XOY平面内的投影与x轴的夹角。当永磁体3沿z轴负方向运动时，无缝非磁性金属管1相对磁场的速度为(0，0，v)，则在无缝非磁性金属管1所构成的闭合回路内产生动生电动势为由于永磁体磁场与无缝非磁性金属管1均具有对称性，选取如图4所示的过对称轴的垂直截面进行电磁感应分析，在截面内建立二维笛卡尔坐标系，图4给出了垂直截面内永磁体磁感应强度径向分量的方向，无缝非磁性金属管1内涡流的方向由楞次定律确定。对于无缝非磁性金属管1截面内任意一点P(x,z)，其对应的面积元为dS，垂直截面的厚度为dl，P点的磁感应强度径向分量为Br(x,z)，则该点的感应电动势为dε＝Br(x,z)vdl   (2)感应电动势方向垂直于XOZ平面。对于此面积元dS，其电阻为dR=ρdldS---(3)]]>则在点P(x,z)处的电流密度为J(x,z)=1dSdϵdR=Br(x,z)vρ---(4)]]>永磁体3在无缝非磁性金属管1内沿轴向运动时，永磁体磁场会在无缝非磁性金属管1内感应出涡流，无缝非磁性金属管1内的涡流将感应出磁场，并与永磁体磁场发生相互作用，进而产生阻碍永磁体3与无缝非磁性金属管1之间相对运动的电磁力。根据安培力定律，在P(x,z)点的电流元J(x,z)dSdl所受到永磁体磁场z轴分量Bz的作用力为dFBz=J(x,z)dSdl×Bz(x,z)---(5)]]>其中dl的方向与图4所示截面垂直，无缝非磁性金属管1受到永磁体磁场z轴分量Bz的合力为其中Sa为无缝非磁性金属管的垂直截面面积，由于因此，无缝非磁性金属管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁涡流制动装置，其特征在于，该装置包括无缝非磁性金属管、永磁体、永磁体支架、连接杆、飞轮，永磁体安装在支架上，支架通过连接杆与飞轮相连，且永磁体与无缝非磁性金属管之间不存在表面接触，永磁体在无缝非磁性金属管内做往复运动。

【技术特征摘要】
1.一种永磁涡流制动装置，其特征在于，该装置包括无缝非磁性金属管、永磁体、永磁体支架、连
接杆、飞轮，永磁体安装在支架上，支架通过连接杆与飞轮相连，且永磁体与无缝非磁性金属管之间不存
在表面接触，永磁体在无缝非磁性金属管内做往复运动。
2.根据权利要求1所述的一种永磁涡流制动装置，其特征在于，所述无缝非磁性金属管材质应不含
磁性杂质...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏宇轩，
申请(专利权)人：夏宇轩，
类型：发明
国别省市：天津;12