电磁涡流制动技术：无摩擦、无噪声，制动力大

磁轨制动的优点是制动力大，不受轮轨间黏着系数的限制，但是与钢轨的磨耗很大，这也是它的主要缺点。为了发挥它的优点，避免它的缺点，人们又创造出了电磁涡流制动。

电磁涡流制动是利用电磁涡流在磁场下产生洛伦兹力，而洛伦兹力方向与物体运动方向相反的物理原理创造的一种电磁制动方式。电磁涡流制动具有无摩擦、无噪声、体积小、制动力大的优点。目前，车辆利用电磁涡流制动的方式主要有盘形涡流制动和轨道直线涡流制动。

1.盘形涡流制动

盘形涡流制动利用安装在车轴上的圆盘切割磁力线产生涡流和洛伦兹力，根据产生磁场的机理可分为电磁涡流盘形制动和永磁涡流盘形制动。

日本新干线的高速电动车组采用的电磁涡流盘形制动原理如图12-6所示。该图中I_F为励磁电流，使电磁铁心在制动工况下产生所需要的磁场；n为轮对旋转速度；T_B为制动力。电磁涡流盘形制动装置安装于电动车组的拖车上，利用相邻车辆牵引电动机的主电路电源作为励磁电源。

图12-6 电磁涡流盘形制动原理

图12-7 永磁涡流盘形制动原理(www.xing528.com)

永磁涡流盘形制动利用永久磁铁代替电磁铁线圈产生电磁场，制动圆盘在磁场中产生涡流阻止磁场增加，产生制动转矩。日本铁道综合研究所试验的永磁涡流盘形制动原理如图12-7所示。永磁涡流盘形制动装置的制动圆盘安装于转轴上，定子为永磁圆盘。永磁圆盘分为内圈圆盘和外圈圆盘，配置有内、外两圈磁轭。两圈磁轭内均交错放置N极和S极的永久磁铁。车辆正常运行时，外圈和内圈的永久磁铁极性为异性排列在一起，磁通在极片和磁轭内构成闭合磁路、不穿越制动圆盘，因而不产生制动转矩。车辆制动时，内、外圈的永久磁铁极性为同性排列，永久磁铁通过极片和制动圆盘构成磁路。制动圆盘随转轴转动，切割磁力线产生涡流和制动转矩，改变极片相对位置可以调节制动转矩的大小。

两种盘形涡流制动中，电磁涡流盘形制动的制动功率大，且设备较多，已在日本新干线得以广泛应用；永磁涡流盘形制动结构简单，但由于目前制动功率受到一定限制，尚处于试验阶段。

盘形涡流制动结构类似机械盘形制动，但没有制动圆盘与闸片之间的磨耗。对列车制动来说，还需受到轮轨黏着系数的限制。

2.轨道直线涡流制动

轨道直线涡流制动通过对安装于转向架两侧车轮之间的条形磁铁励磁，在钢轨上产生涡流使车辆制动，具有无摩擦、制动迅速等优点。同时，轨道直线涡流制动装置可增加车辆轴重，提高车辆黏着力。其原理如图12-8所示。当处于制动状态时，由于电磁铁的N极和S极相对于钢轨的运动，在钢轨内产生交变的磁场，使钢轨头部产生涡流，涡流与电磁铁相互作用，产生一个垂直于钢轨面的吸引力和一个与车辆运行方向相反的制动力；垂直于轨面的力可增加车辆的黏着力，与车辆运行方向相反的力就是电磁涡流制动力。但轨道涡流制动如果要得到很大的涡流制动力，则需要很庞大的制动装置。这种轨道涡流制动装置应用于上海磁浮列车的制动控制系统中。

图12-8 轨道直线涡流制动原理