一种线性涡流制动试验用电磁铁制造技术

本实用新型专利技术提供了一种线性涡流制动试验用电磁铁，用于线性涡流制动试验台，试验台包括：安装座及轮状轨道，试验用电磁铁包括：磁轭、对磁极、连接板及导磁垫；磁极包括：铁芯、线圈及接线柱；磁轭为弧形以与轮状轨道匹配；各磁极均匀螺接于磁轭的凹面；连接板分别与磁轭及安装座螺接，用于将磁轭固定于安装座；铁芯上表面为平面并设有螺纹孔，铁芯下表面为弧面，该弧面半径与轮状轨道的半径匹配；线圈均匀缠绕于铁芯外表面；各接线柱分别与线圈连接，并穿过磁轭上设置的通孔与电源线连接；导磁垫设置于磁极与磁轭间，用于气隙微调及降低磁阻。本申请具有更好模拟实际涡流制动装置电磁结构和运行状态、安装方便、气隙及偏移量易于调整等有益效果。

A Linear Eddy Current Brake Test Electromagnet

The utility model provides an electromagnet for linear eddy current braking test, which is used for linear eddy current braking test bench. The test bench includes a mounting seat and a wheel track. The test electromagnet includes a yoke, a pair of poles, a connecting plate and a magnetic conducting pad; the magnetic poles include iron cores, coils and connecting posts; the yoke is arced to match the wheel track; the magnetic poles are uniformly spirally connected to the concave surface of the yoke. The connecting plate is screwed with the yoke and the mounting seat respectively to fix the yoke on the mounting seat; the upper surface of the core is flat and has a threaded hole, and the lower surface of the core is a arc, the arc radius matches the radius of the wheel track; the coils are evenly wound around the outer surface of the core; the connecting posts are connected with the coils separately, and are connected with the power supply line through the through the through-hole arranged on the yoke; Between the magnetic pole and yoke, it is used for air gap fine tuning and reducing magnetoresistance. The application has the advantages of better simulating the electromagnetic structure and operation state of the actual eddy current brake device, convenient installation, easy adjustment of air gap and offset, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种线性涡流制动试验用电磁铁
本技术涉及轨道车辆制动
，尤其涉及一种线性涡流制动试验用电磁铁，适用于高速列车线性涡流制动的试验研究。
技术介绍
制动技术是高速列车的关键技术之一，由于高速列车制动能量巨大，因此在规定的制动距离内实现安全停车和减速控制具有一定的难度。世界上高速列车普遍采用多种制动方式相配合的复合制动模式，主要制动方式包括再生制动、电阻制动、摩擦制动、涡流制动、磁轨制动和空气动力制动等。我国动车组采用再生制动+摩擦制动(盘形制动)方式，这也是世界上应用最多的高速列车制动方式。这两种方式都要通过轮轨之间的黏着力发挥制动作用，但在雨、雪等恶劣天气条件下，轮轨黏着状态变差，影响制动力的发挥，制动距离难以保证；随着列车速度的提高，轮轨黏着系数也会逐渐降低，导致高速区段制动力不足，从而不得不加大制动距离，安全性和运输效率都会降低。线性涡流制动是一种非接触式电磁制动方式，不依赖于轮轨黏着，在高速区段可发挥较大的制动力，既可用于紧急制动，又可用于常用制动，能有效缩短制动距离，提高行车安全性，并且具有无机械磨损、无噪声、无气味、制动力可控等突出优点，还可减少机械制动的磨耗，运行经济性良好，特别适用于高速列车制动系统。线性涡流制动又称轨道涡流制动，其基本原理是将制动用条形磁铁安装在轨道车辆转向架上并位于钢轨正上方，磁铁的N、S极交替配置，极面与钢轨面保持一定的气隙，将钢轨作为磁感应体。利用磁铁和磁感应体的相对运动，在钢轨中感应出电涡流(简称涡流)，由涡流产生的磁场与磁铁产生的主磁场相互作用并使主磁场产生畸变，磁力线发生偏转，生成切向分力(即制动力)，从而使列车减速，制动能量转化为钢轨的涡流损耗。线性涡流制动装置所产生的制动力直接作用在转向架上，不受轮轨黏着限制，因此在高速区段具有显著的制动效果。根据磁极材料，涡流制动又可分为电磁涡流制动和永磁涡流制动。电磁涡流制动的核心部件通常由铁芯、线圈和磁轭组成，由外部供电电源提供励磁，通过调节励磁电流，实现制动力的控制。永磁涡流制动采用永磁材料制成的磁铁取代电磁铁，通过对磁铁与感应体相对位置或角度的调节实现涡流制动力的控制。自20世纪60年代末起，德、法、日等国就开展了涡流制动技术在旅客列车上的应用研究，并进行了多年试验。从2000年开始，线性涡流制动装置在德国的ICE3高速列车上得到批量应用，并且取得了良好的应用效果和经济效益。目前由于技术和成本等因素的限制，永磁式涡流制动尚未实现工程化。在涡流制动技术研究与产品开发过程中，了解和掌握制动性能、影响因素及相互关系是其中的一项关键技术。目前，对涡流制动性能及其影响因素的研究主要有两种途径，一是采用解析法或数值法进行计算分析，二是采用试验装置进行实验或试验。由于对电磁机理的认识和描述不够深入、完整，或者对边界条件等定义不够清晰、准确，因此计算分析方法往往存在较大偏差。涡流制动的试验方法，是利用特殊的试验装置(试验台)对涡流制动的现象和过程进行模拟及测试，其基本原理是用试验台的旋转运动代替列车的直线运动，该试验台带有一定的或可调的惯性负载，模拟制动质量，通过电机的驱动控制，使涡流制动磁铁与感应体(圆形模拟轨道)产生相对运动，达到预定速度后实施制动，在涡流制动力的作用下，使惯性系统减速，测试系统同步采集制动过程中的各种数据，即可获得所需的制动性能及相关参数。现有技术中的涡流制动性能试验装置，带有可调节的、模拟大范围制动负载的惯性系统，采用轨道轮的转动模拟列车与钢轨的相对运动，电磁铁安装在磁极座上，整体布置成弧形，可按实际制动能量进行1:1试验。原设计采用磁极座作为磁轭，电磁铁实际为多个独立的磁极，每个磁极分别通过楔形块和螺栓与磁极座固定连接并可调节气隙。但楔形块方式与实际的涡流制动装置结构不同，增加了铁芯与磁极座之间的界面数，从而增大了磁阻。受磁极座结构限制，电磁铁的极距无法改变，极对数和尺寸也受到限制，试验灵活性不强，且安装、更换不便。因此，如何提供一种更接近实际电磁结构和工作状态、安装方便、气隙和偏移量易于调整的线性涡流制动试验电磁铁，是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的缺陷，本技术提供了一种线性涡流制动试验用电磁铁，适用于高速列车线性涡流制动的试验研究，具有更好地模拟实际涡流制动装置的电磁结构和运行状态，安装方便，气隙及偏移量易于调整等有益效果。为了实现上述目的，本技术提供的一种线性涡流制动试验用电磁铁，用于线性涡流制动试验台，所述试验台包括：安装座及轮状轨道，设置于所述轮状轨道上的所述线性涡流制动试验用电磁铁包括：磁轭、若干对磁极、连接板及若干导磁垫；所述磁极包括：铁芯、线圈、两根接线柱；所述磁轭为弧形，以与所述轮状轨道匹配；各所述磁极均匀设置于磁轭的凹面与所述轮状轨道之间，并螺接于所述磁轭的凹面；所述连接板分别与所述磁轭及所述安装座螺接，用于将所述磁轭固定于所述安装座；所述铁芯的上表面为平面并设有螺纹孔，所述铁芯的下表面为弧面，所述下表面的弧面半径与所述轮状轨道的半径匹配；所述线圈均匀缠绕于所述铁芯外表面；各所述接线柱分别与所述线圈连接，并穿过所述磁轭上设置的通孔与电源线连接；各所述导磁垫分别设置于各所述磁极与所述磁轭之间，用于气隙微调及降低磁阻。一实施例中，所述线性涡流制动试验用电磁铁还包括：分别螺接于所述磁轭前后两端的端板，用于降低端部效应。一实施例中，所述连接板为L型；所述L型连接板的一边与所述磁轭的凸面螺接，另一边与所述安装座的一侧面螺接。一实施例中，所述线性涡流制动试验用电磁铁还包括：设置于所述磁轭与所述连接板之间的隔磁板，用于隔离磁路。一实施例中，所述线性涡流制动试验用电磁铁还包括：设置于所述安装座与所述连接板之间的调整垫片，通过调整所述调整垫片的数量对所述电磁铁与所述轮状轨道的偏移量进行调整。一实施例中，所述线性涡流制动试验用电磁铁还包括：多个第一螺栓及多个第二螺栓；各所述第一螺栓贯穿所述磁轭与各所述铁芯的螺纹孔连接，用于固定各所述磁极；各所述第二螺栓贯穿所述连接板分别与所述磁轭的凸面及所述安装座的侧面连接，用于将所述磁轭固定于所述安装座的侧面。一实施例中，所述线性涡流制动试验用电磁铁还包括：多个第三螺栓；各所述第三螺栓分别贯穿所述端板与所述磁轭的一端连接，用于固定各所述端板。一实施例中，所述磁极还包括：设置于各所述线圈外表面的防护罩。一实施例中，所述磁轭的凹面与各所述磁极连接处为平面；所述磁轭的宽度大于等于所述线圈的宽度。一实施例中，所述电磁铁为两组，分别固定于所述安装座两侧并与所述轮状轨道相对。本技术提供的一种线性涡流制动试验用电磁铁，用于线性涡流制动试验台，所述试验台包括：安装座及轮状轨道，设置于所述轮状轨道上的所述线性涡流制动试验用电磁铁包括：磁轭、若干对磁极、连接板及若干导磁垫；所述磁极包括：铁芯、线圈、两根接线柱；所述磁轭为弧形，以与所述轮状轨道匹配；各所述磁极均匀设置于所述磁轭的凹面与所述轮状轨道之间，并螺接于所述磁轭的凹面；所述连接板分别与所述磁轭及所述安装座螺接，用于将所述磁轭固定于所述安装座；所述铁芯的上表面为平面并设有螺纹孔，所述铁芯的下表面为弧面，所述下表面的弧面半径与所述轮状轨道的半径匹配；所述线圈均匀缠绕于所述铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性涡流制动试验用电磁铁，用于线性涡流制动试验台，所述试验台包括：安装座及轮状轨道，其特征在于，设置于所述轮状轨道上的所述线性涡流制动试验用电磁铁包括：磁轭、若干对磁极、连接板及若干导磁垫；所述磁极包括：铁芯、线圈、两根接线柱；所述磁轭为弧形，以与所述轮状轨道匹配；各所述磁极均匀设置于所述磁轭的凹面与所述轮状轨道之间，并螺接于所述磁轭的凹面；所述连接板分别与所述磁轭及所述安装座螺接，用于将所述磁轭固定于所述安装座；所述铁芯的上表面为平面并设有螺纹孔，所述铁芯的下表面为弧面，所述下表面的弧面半径与所述轮状轨道的半径匹配；所述线圈均匀缠绕于所述铁芯外表面；各所述接线柱分别与所述线圈连接，并穿过所述磁轭上设置的通孔与电源线连接；各所述导磁垫分别设置于各所述磁极与所述磁轭之间，用于气隙微调及降低磁阻。

【技术特征摘要】
1.一种线性涡流制动试验用电磁铁，用于线性涡流制动试验台，所述试验台包括：安装座及轮状轨道，其特征在于，设置于所述轮状轨道上的所述线性涡流制动试验用电磁铁包括：磁轭、若干对磁极、连接板及若干导磁垫；所述磁极包括：铁芯、线圈、两根接线柱；所述磁轭为弧形，以与所述轮状轨道匹配；各所述磁极均匀设置于所述磁轭的凹面与所述轮状轨道之间，并螺接于所述磁轭的凹面；所述连接板分别与所述磁轭及所述安装座螺接，用于将所述磁轭固定于所述安装座；所述铁芯的上表面为平面并设有螺纹孔，所述铁芯的下表面为弧面，所述下表面的弧面半径与所述轮状轨道的半径匹配；所述线圈均匀缠绕于所述铁芯外表面；各所述接线柱分别与所述线圈连接，并穿过所述磁轭上设置的通孔与电源线连接；各所述导磁垫分别设置于各所述磁极与所述磁轭之间，用于气隙微调及降低磁阻。2.根据权利要求1所述的线性涡流制动试验用电磁铁，其特征在于，还包括：分别螺接于所述磁轭前后两端的端板，用于降低端部效应。3.根据权利要求1所述的线性涡流制动试验用电磁铁，其特征在于，所述连接板为L型；所述L型连接板的一边与所述磁轭的凸面螺接，另一边与所述安装座的一侧面螺接。4.根据权利要求3所述的线性涡流制动试验用电磁铁，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁福焰，王可，王立超，王立宁，高立群，杨兆禹，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，北京纵横机电技术开发公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11