轨道动车超导涡流制动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的轨道动车超导涡流制动装置，包括设有励磁电源的制动控制器和涡流制动装置，涡流制动装置的电磁铁铁心柱采用超导电磁铁铁心柱，超导电磁铁线圈与励磁电源相连，超导电磁铁铁心柱安装在车箱转向架上，超导电磁铁铁心柱的底部平面与铁路钢轨的上表面之间具有空气隙。本发明专利技术轨道动车超导涡流制动装置的优点是：由于涡流制动为非接触式电磁力制动，而且采用了超导电磁系统，线圈电阻趋近于零，线圈中可以通以非常大的电流，因此产生的磁场强度也非常大，产生的涡流制动电磁力也非常大。相对于常规技术，体积小，重量轻，损耗电能小，可靠性和寿命大为提高，可以广泛应用在轨道动车（如：列车、地铁、城铁、有轨电车等）涡流制动技术中。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制动装置，特别是涉及一种轨道动车超导涡流制动装置。
技术介绍
传统的轨道动车制动大都采用列车基础制动、电阻制动和再生制动。这些制动方式最终 都依赖于轮缘与钢轨间的粘着力，也就是摩擦力来实现制动的。摩擦制动不可避免地存在着 轮轨间以及其他制动部件间的滑动，造成发热和磨损。这就不可避免地需要经常检査和更换 被磨损的制动部件，增加了人力、物力的投入，从而提高了运营成本。对于高速轨道动车(如 列车、地铁、城铁、有轨电车等等)这些缺陷则更为突出。八十年代后，德国、法国、日本相继开始了利用电磁铁在轨面产生的涡流对高速运行的 列车进行制动的研究。这种轨道涡流制动的原理是悬挂在转向架下与轨面保持一定气隙并 通以直流电流的电磁铁，会在轨道中产生涡流，在涡流磁通的作用下，正常分布的磁通畸变 为斜线分布的磁通，斜线分布的磁通分解为垂直于轨面和平行于轨面的两个磁通分量，前者 吸引钢轨，使列车粘着重量增加，有利于传统的轨道动车制动，后者也就是涡流制动，通过 列车和轨道之间电磁力作用于前进的列车，使列车制动减速。涡流制动为非接触式电磁力制 动，所以反应迅速。由于不存在摩擦制动部件，所以可靠性和寿命都大为提高。但是随着轨 道动车速度不断提高，载重量不断增大，需要的制动力也越来越大。为了提高电磁制动力， 加大磁场强度和增加涡流制动装置分布数量成为主要的方法。而加大磁场强度会使涡流制动 装置体积越来越大，'在动车上难于实现。比如一个5特拉斯的中型磁体，审规电磁体重量可 达20吨，而超导磁体不过几公斤。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服以上缺陷，提供一种电能损耗小、电磁涡流制动力大的轨道 动车超导涡流制动装置。为达到上述目的，本专利技术提供的轨道动车超导涡流制动装置，包括一制动控制器和安 装在轨道动车车箱转向架与车轮之间的涡流制动装置，所述制动控制器设有励磁电源，所述 涡流制动装置设有电磁铁线圈及其电磁铁铁心柱，其中所述电磁铁线圈采用超导电磁铁线圈，所述电磁铁铁心柱采用超导电磁铁铁心柱，所述超导电磁铁线圈与所述励磁电源相连，所述 超导电磁铁铁心柱安装在所述车箱转向架上，所述超导电磁铁铁心柱的底部平面与铁路钢轨 的上表面之间具有空气隙。本专利技术轨道动车超导涡流制动装置，其中所述涡流制动装置还包括低温容器和冷却设备， 所述超导电磁铁线圈置于低温容器中，所述低温容器通过管路与冷却设备循环相通，所述冷 却设备安装在动车车箱转向架上。本专利技术轨道动车超导涡流制动装置，其中所述超导电磁铁线圈的直流制动电流为 800-1000A。本专利技术轨道动车超导涡流制动装置的优点是由于涡流制动为非接触式电磁力制动，而且采用了超导电磁系统，超导电磁铁本身由于线圈的超导，线圈电阻趋近于零，所以超导电磁铁本身电能损耗极小；由于线圈的超导，所以线圈中可以通以非常大的电流，因此产生的 磁场强度也非常的大，这样，就可以产生非常大的涡流制动电磁力。相对于常规电磁体，产 生同样强度的磁场，超导磁体体积小、重量轻，损耗电能也小，可靠性和寿命大为提高，可 以广泛应用在轨道动车(如列车、地铁、城铁、有轨电车等)的涡流制动技术中。下面将结合实施例参照附图对本专利技术进行详细说明。 附图说明图1是本专利技术轨道动车超导涡流制动装置的示意图； 图2是超导冷却系统和励磁电源接线示意图。 具体实施例方式参照图l，以轨道动车为例，图中l为铁路钢轨、2为轨道动车车轮、3为超导电磁铁线圈、 4为超导电磁铁铁心柱、5为轨道动车转向架、6为超导电磁铁铁心柱与铁路钢轨间空气隙。本专利技术轨道动车超导涡流制动装置包括制动控制器和涡流制动装置，制动控制器设有励 磁电源8，涡流制动装置安装在轨道动车车箱转向架5与车轮2之间。电磁铁线圈采用超导电磁 铁线圈3，电磁铁铁心柱采用超导电磁铁铁心柱4，超导电磁铁线圈3与励磁电源8相连，超导 电磁铁铁心柱4安装在车箱转向架5上，超导电磁铁铁心柱4的底部平面与铁路钢轨1的上表面 之间具有空气隙6。参照图2，在超导冷却系统和励磁电源接线示意图中，3为超导电磁铁线圈、4为超导电磁 铁铁心柱、7为低温容器、8为励磁电源、9为冷却设备。其中，超导电磁铁铁心柱4使用的铁 心结构同常规电磁铁使用的铁心结构完全相同。超导电磁铁线圈3导线使用超导材料Nb&带材 制成。在本专利技术轨道动车超导涡流制动装置的其他实施例中，超导电磁铁线圈3导线也可以采用其他的超导材料。由于超导电磁铁线圈3的直流制动电流达到800-1000A，所以涡流制动装置设有冷却设备 9。超导电磁铁线圈3置于内部为液态氦的低温容器7中，低温容器7和冷却设备9通过管路相连 接，使液态氮循环，以保持超导电磁铁线圈3—直处于超导状态。冷却设备9安置在动车上。 超导电磁铁线圈3与常温下的励磁电源8通过一对电流引线连接起来。励磁电源8也安置在动车 上。使超导电磁铁线圈处于超导状态的冷却设备以及如何产生超导电磁铁线圈直流的励磁电 源，均采用目前公知的设备。空气隙6根据实际轨道和动车的情况试验确定，尽可能使气隙高度小但又要考虑到实际运 行中防止超导电磁铁铁心柱4和铁路钢轨1间不产生意外接触的安全高度，通常为2cm左右。空 气隙的宽度和铁路钢轨l的宽度相近；空气隙的长度则根据具体的单元超导涡流制动装置的制 动力调整，气隙的长度越长，制动力越大。下面对本专利技术轨道动车超导涡流制动装置的工作过程做出说明。当运动的列车需要制动停止时，超导电磁铁线圈3中通以直流电，经超导电磁铁铁心柱4、 轨道动车转向架5、两个轨道动车车轮2和铁路钢轨1以及超导电磁铁铁心柱和铁路钢轨间空气 隙6形成闭合磁路。悬挂固定在转向架5下与轨面1保持一定气隙6并在超导电磁铁线圈3中通以 直流电流的超导电磁铁，会在轨道中产生涡流，这样，作用在超导电磁铁铁心柱4和铁路钢轨 l间的非常大的涡流制动电磁力使列车停止，其涡流制动电磁力非常大，相对于常规技术的电 磁力产生同样的涡流制动，本专利技术轨道动车超导涡流制动装置的超导磁体体积小、重量轻， 损耗电能也小，显示了优良的性能。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行 限定，在不脱离本专利技术涉及精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本专利技术的技术方案做 出的各种变形和改进，均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道动车超导涡流制动装置，包括一制动控制器和安装在轨道动车车箱转向架（５）与车轮（２）之间的涡流制动装置，所述制动控制器设有励磁电源（８），所述涡流制动装置设有电磁铁线圈及其电磁铁铁心柱，其特征在于：其中所述电磁铁线圈采用超导电磁铁线圈（３），所述电磁铁铁心柱采用超导电磁铁铁心柱（４），所述超导电磁铁线圈（３）与所述励磁电源（８）相连，所述超导电磁铁铁心柱（４）安装在所述车箱转向架（５）上，所述超导电磁铁铁心柱（４）的底部平面与铁路钢轨（１）的上表面之间具有空气隙（６）。

【技术特征摘要】
1、一种轨道动车超导涡流制动装置，包括一制动控制器和安装在轨道动车车箱转向架(5)与车轮(2)之间的涡流制动装置，所述制动控制器设有励磁电源(8)，所述涡流制动装置设有电磁铁线圈及其电磁铁铁心柱，其特征在于其中所述电磁铁线圈采用超导电磁铁线圈(3)，所述电磁铁铁心柱采用超导电磁铁铁心柱(4)，所述超导电磁铁线圈(3)与所述励磁电源(8)相连，所述超导电磁铁铁心柱(4)安装在所述车箱转向架(5)上，所述超导电磁铁铁心柱(4)的底部平面与铁路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平竹，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]