一种涡流制动磁铁制造技术

本发明专利技术公开了一种涡流制动磁铁，所述涡流制动磁铁用于在钢轨或铁轨上行驶的轨道交通车辆的制动系统；所述涡流制动磁铁包括：磁轭，通过两侧的支撑臂设置在所述轨道交通车辆的底部；设置在磁轭下方的多个磁极；在所述轨道交通车辆制动的情况下，靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力；其中，磁轭中点位于两侧支撑臂的距离中点

【技术实现步骤摘要】
一种涡流制动磁铁


[0001]本专利技术涉及了一种轨道车辆制动
，特别涉及一种涡流制动磁铁
。

技术介绍

[0002]轨道线性涡流制动以涡流制动磁铁为初级
、
以钢轨为次极，通过电磁感应生成制动力，并将制动力直接传递至转向架上，是一种不依赖轮轨黏着条件的非黏制动技术
。
涡流制动磁铁一般由磁轭及若干个磁极构成
。
涡流制动施加时，涡流制动磁铁与钢轨之间产生平行于轨道方向的制动力及垂直于轨道方向的吸力
。
垂向吸力会导致磁轭发生弯曲变形，如变形较大可能会导致磁极底面与钢轨发生磕碰
。
为避免磁极磕碰钢轨，在产品自重和垂向吸力的作用下，磁轭垂向变形的设计指标一般不大于
2mm。
[0003]为实现上述设计目标，通常将磁轭纵截面设计为阶梯型
、
横截面设计为工字型，以便在适当的重量范围内获得较高的抗弯刚度
。
当转向架安装空间有限，常用提高磁轭抗弯刚度的措施无法满足挠度要求时，必须限制磁极的吸力，由于制动力与吸力正相关，涡流制动力也会受到一定程度的限制
。
[0004]因此，在安装空间及磁轭挠度的限定前提下，如何合理设计磁铁以获得最大制动力是涡流制动装置亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本说明书的目的是提供一种涡流制动磁铁，以解决在安装空间及磁轭挠度的限定前提下，如何合理设计磁铁以获得最大制动力问题
。
[0006]本专利技术提供一种涡流制动磁铁，所述涡流制动磁铁用于在钢轨或铁轨上行驶的轨道交通车辆的制动系统；所述涡流制动磁铁包括：磁轭，通过两侧的支撑臂设置在所述轨道交通车辆的底部；设置在磁轭下方的多个磁极；在所述轨道交通车辆制动的情况下，靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力；其中，磁轭中点位于两侧支撑臂的距离中点
。
[0007]在一些实施例中，任意相邻的两个磁极中，靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于或等于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力
。
[0008]在一些实施例中，所述多个磁极采用2或3种不同的规格
。
[0009]在一些实施例中，所述多个磁极均为永磁磁极；靠近磁轭中点的磁极与远离磁轭中点的磁极在以下至少一个方面不同，以使得靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力：永磁体的磁体所在的空间
、
永磁体的磁能积
。
[0010]在一些实施例中，所述多个磁极均为电磁磁极；靠近磁轭中点的磁极与远离磁轭中点的磁极在以下至少一个方面不同，以使得靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力：绕组匝数
、
铁芯截面积
、
铁芯材料
、
铁芯高度
。
[0011]在一些实施例中，各电磁磁极的励磁电路是串联的
。
[0012]在一些实施例中，所述磁轭的底面为平面
。
另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件
。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义
。
本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式
。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请
。
本文所使用的术语“和
/
或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合
。
[0033]轨道线性涡流制动磁铁组件通常由涡流制动磁铁
1、
支撑臂
2、
支撑滚轮3等构成，涡流制动磁铁1包括磁轭
11
和磁极
12
，如图1所示
。
涡流制动施加时，涡流制动磁铁与钢轨之间产生平行于轨道方向的制动力及垂直于轨道方向的吸力，垂向吸力导致磁轭发生弯曲变形
。
[0034]本说明书中所述的“垂向”是指垂直于钢轨或铁轨所在平面的方向
。
[0035]根据材料力学的理论，磁轭中间部位的弯矩和挠度最大，且挠度值对中间磁极的吸力最敏感
。
因此，控制弯曲变形的关键在于提高磁轭中间部位的抗弯刚度和控制各磁极垂向吸力的分布
。
[0036]专利技术人对“各磁极垂向吸力与磁轭中间部位的挠度之间的关系”进行了研究
。
具体研究过程如下：将图1所示的涡流制动磁铁简化为图2所示的简支梁受力模型，其中，
F
ai
(i
＝
1,2,
……
,8)
表示各磁极上所产生的垂向吸力，然后，应用叠加法分析各磁极吸力对磁轭中间位置挠度的影响，计算各磁极分别施加
1kN
垂向吸力时中间部位产生的挠度，并将各磁极分别对应的挠度归一化
(
即各磁极分别对应的挠度
/
各磁极分别对应的挠度中的挠度最大值
)
，观察各磁极产生的挠度相对比值，得到结果如图3所示
。
[0037]从图3中可以看出，磁轭中间部位的挠度值对中间磁极的垂向吸力
F
a3
、F
a4
、F
a5
、F
a6
比较敏感，例如垂向吸力
F
a4
所产生的挠度约为
F
a1
所产生的挠度的
1.3
倍，垂向吸力
F
a3
所产生的挠度约为
F
a1
所产生的挠度的
1.1
倍
。
因此，理论上可以通过协调各磁极的吸力分布，实现涡流制动磁铁垂向变形可控并且涡流制动磁铁的总体吸力最大，由于吸力与制动力正相关，所以最终可实现涡流制动力最大
。
[0038]基于上述分析，本说明书提供一种涡流制动磁铁，该涡流制动磁铁用于在钢轨或铁轨上行驶的轨道交通车辆的制动系统
。
如图
1、
图4及图
12
所示，该涡流制动磁铁包括磁轭
11
和设置在磁轭
11
下方的多个磁极
12。
[0039]磁轭
11
通过两侧的支撑臂设置在轨道交通车辆的底部
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种涡流制动磁铁，其特征在于，所述涡流制动磁铁用于在钢轨或铁轨上行驶的轨道交通车辆的制动系统；所述涡流制动磁铁包括：磁轭，通过两侧的支撑臂设置在所述轨道交通车辆的底部；设置在磁轭下方的多个磁极；在所述轨道交通车辆制动的情况下，靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力；其中，磁轭中点位于两侧支撑臂的距离中点
。2.
根据权利要求1所述的涡流制动磁铁，其特征在于，任意相邻的两个磁极中，靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于或等于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力
。3.
根据权利要求1所述的涡流制动磁铁，其特征在于，所述多个磁极采用2或3种不同的规格
。4.
根据权利要求2所述的涡流制动磁铁，其特征在于，所述多个磁极均为永磁磁极；靠近磁轭中点的磁极与远离磁轭中点的磁极在以下至少一个方面不同，以使得靠近磁轭中点的磁极所产生的垂向吸力小于远离磁轭中点的磁极所产生的垂向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立超，王可，王立宁，高立群，王正杰，焦标强，蔡田，樊贵新，张波，杨伟君，曹宏发，赵红卫，康晶辉，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横，
类型：发明
国别省市：