一种高速列车用非粘着制动装置及其控制方法
专利汇可以提供一种高速列车用非粘着制动装置及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种高速列车用非粘着 制动 装置及其控制方法，该非粘着制动装置包括励磁源、导磁部件、直线 电机 三个部分。其中，励磁源为永磁 铁 励磁，导磁部件由右导磁壳、左导磁壳、 支撑 板、上导磁 块 、磁粉及下导磁块组成。直线电机由一个直线电机 定子 和若干个直线电机动子组成。当高速列车有制动需求时，驱动所有的直线电机动子的向列车运动方向移动，通过控制永 磁铁 磁极端面投影在上导磁块上的面积，控制非粘着制动装置输出的制动 力 矩的大小。本发明所述的非粘着制动装置使用永磁铁作为励磁源，在持续制动过程中不消耗车载 能源 ；利用直线电机实现非粘着制动装置输出制动力矩大小控制，制动响应速度快，控制过程简单且制动力矩大小精确控制。，下面是一种高速列车用非粘着制动装置及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种高速列车用非粘着制动装置，其特征是：非粘着制动装置（1）包括励磁源、导磁部件、直线电机三个部分；其中：励磁源为若干个永磁铁（7）；导磁部件由右导磁壳（5）、左导磁壳（6）、支撑板（8）、上导磁块（10）、磁粉（11）及下导磁块（14）组成；直线电机由一个直线电机定子（9）和若干个直线电机动子（13）组成。
2.根据权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置，其特征是：单个右导磁壳（5）和左导磁壳（6）形成一组，沿着支撑板（8）左右对称布置；可以根据需要选取多组右导磁壳（5）和左导磁壳（6）；右导磁壳（5）和左导磁壳（6）为空心壳体，壳体材料为不导磁的铝合金制成，壳内填充磁粉（11）；支撑板（8）也为不导磁的铝合金制成，且材料与右导磁壳（5）和左导磁壳（6）壳体材料相同；右导磁壳（5）和左导磁壳（6）与支撑板（8）焊接在一起；上导磁块（10）位于支撑板（8）的上方，镶嵌进右导磁壳（5）和左导磁壳（6）的前半部分，后半部分并未镶入；下导磁块（14）位于支撑板（8）的下方，镶嵌进右导磁壳（5）和左导磁壳（6）中；上导磁块（10）与下导磁块（14）的内表面均与磁粉（11）接触。
3.根据权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置，其特征是：直线电机定子（9）固定在支撑板（8）上；永磁铁（7）与直线电机动子（13）固定连接，直线电机动子（13）的数量与永磁铁（7）的个数相同；永磁铁（7）磁极布置方向与铁轨（2）的方向垂直，且相邻两个永磁铁（7）的磁极布置方向是相反的；永磁铁（7）与上导磁块（10）存在一定间隙，直线电机动子（13）和永磁铁（7）可以沿铁轨（2）方向自由移动；同时，下导磁块（14）与铁轨（2）侧面之间也存在一定间隙，当非粘着制动装置（1）沿铁轨（2）方向，防止非粘着制动装置（1）与铁轨（2）产生触碰。
4.根据权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置，其特征是：非粘着制动装置（1）的支撑板（8）通过连接杆（3）与高速列车（4）车体固定连接。
5.根据权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置，其特征是：当非粘着制动装置（1）实施制动时，永磁铁（7）处于右导磁壳（5）和左导磁壳（6）的前半部分，且永磁铁（7）磁极端面投影面积与上导磁块（10）面积有重合部分；磁力线12从永磁铁（7）的N级发出，沿上导磁块（10）、磁粉（11），到达下导磁块（14），将左边的下导磁块（14）磁化成N级；磁力线12沿导磁块（14）、磁粉（11）和上导磁块（10），回到永磁铁（7）的S级，将右方的下导磁块（14）磁化成S级；此时若非粘着制动装置（1）与铁轨（2）之间发生相对移动，与下导磁块（14）所对的铁轨（2）投影面内的磁场将发生变化，铁轨（2）外表面内将产生电涡流；根据法拉第电磁感应定律，将会有反作用力作用在非粘着制动装置（1）上；该反作用力通过连接杆（3）传递给高速列车（4），产生制动效果。
6.根据权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置，其特征是：当非粘着制动装置（1）解除制动时，永磁铁（7）处于右导磁壳（5）和左导磁壳（6）的后半部分，永磁铁（7）磁极端面在右导磁壳（5）和左导磁壳（6）上的投影不与上导磁块（10）的面积重合；磁粉（11）和下导磁块（14）均不被磁化。
7.如权利要求1所述的高速列车用非粘着制动装置的控制方法，其特征是：
当高速列车（4）有制动需求时，控制所有的直线电机动子（13）的向列车运动方向移动，通过控制永磁铁（7）磁极端面投影在上导磁块（10）上的面积，控制非粘着制动装置（1）输出的制动力矩的大小；当移动永磁铁（7）到如图5所示的状态此时，单个永磁铁（7）发出励磁磁场最大，非粘着制动装置（1）输出的制动力矩最大；
当高速列车（4）解除制动时，控制所有的直线电机动子（13）向列车运动的反方向移动，且移动永磁铁（7）到如图7所示的状态。
一种高速列车用非粘着制动装置及其控制方法
技术领域
背景技术
s时，粘着系数理应在0.095以上，但是由于车辆的运行品质，自然条件，线路状态等因素的变化，粘着系数离散度比较大，达不到要求。
统计数据，当平均减速度约为0.9m/s时，制动滑行的概率高达40%。根据国际铁路联盟的
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标准，当速度为200km/h时，在许可的制动距离内，平均减速度为0.7m/s，其对应的粘着系数为0.07。法国TGV所采用的粘着系数，在速度200km/h以下时为0.15，以上时为0.09，在粘着恶化甚至时降至0.07。同时由于高速列车的巨大动能需要在短时内消耗在轮轨的摩擦副上，因而热问题也制约了列车速度的提高。面对高速列车制动时粘着系数对传统的粘着制动系统制动能力提高空间的挑战，迫使开发应用非粘着制动方式。
发明内容
图3是直线电机结构图
图4是非粘着制动装置在高速列车上的安装示意图
图5是实施制动时非粘着制动装置工作状态示意图
图6是实施制动时非粘着制动装置垂直剖面图
图7是解除制动时非粘着制动装置工作状态示意图
图8是解除制动时非粘着制动装置垂直剖面图
附图标注说明：1—非粘着制动装置；2—铁轨；3—连接杆；4—高速列车；5—右导磁壳；6—左导磁壳；7—永磁铁；8—支撑板；9—直线电机定子；10—上导磁块；11—磁粉；
12—磁力线；13—直线电机动子；14—下导磁块。
具体实施例
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