专利名称：一种电磁式磁轨制动器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁式磁轨制动器及其行车制动和停车驻车的控制方法，属于轨道车辆行车制动和停车驻车技术领域。
背景技术：
磁轨制动技术是近年为适应轨道车辆普及与高速化发展起来的一种新型制动方式，它主要是依靠磁铁与轨道吸合产生滑动摩擦力进而使轨道车辆减速。磁轨制动技术主要有永磁式和电磁式两种制动方式。永磁式磁轨制动器由于使用永磁铁，因而在制动时除操纵外不需要消耗能量。与永磁式磁轨制动器相比，电磁式磁轨制动器具有制动力大、维护简单、操作方便等特点。对于磁轨制动器来说，在轨道车辆转向架两车轮之间的有限空间内要取得尽可能大的制动力，必须尽可能增大磁铁与轨道间气隙的磁感应强度与作用面积。在相同工况下，与永磁铁相比，电磁铁可以通过增大励磁安匝数来获得更大的磁感应强度。现有电磁式磁轨制动装置的相关技术主要有克诺尔一布里姆斯轨道车辆系统有限公司提供的电磁式磁轨制动装置，该装置使用至少一个具有马蹄形磁芯的电磁铁与轨道相互作用产生吸力，电磁铁下部的极靴与轨道在吸力的作用下产生使轨道车辆减速或停车的滑动摩擦制动力。上述电磁式磁轨制动器工作时，具有马蹄形磁芯的电磁铁的两个磁极沿轨道的横向布置。电磁铁与轨道及其两者间的气隙组成闭合工作磁路，该闭合工作磁路的轴线与轨道的纵向方向一致。在上述技术方案的基础上，克诺尔一布里姆斯轨道车辆系统有限公司的专利申请“带有非对称励磁线圈和/或多件式线圈的磁轨制动装置”(申请号为00880009381. 2)，具有在马蹄形磁芯上支承至少一个励磁线圈的电磁铁，其缺陷是由于励磁线圈在马蹄形磁芯缠绕，导致多个线圈布置困难、维护难度大、电磁铁体积过大及重量增加。此外，该马蹄形电磁铁的两磁极间有隔磁中间板条，导致电磁铁与轨道相互作用最易产生吸力和制动力的部分(即轨道横向上端面的中部)未被利用，制动效果较差。目前，电磁式磁轨制动器的供电方式有两种，一是直接由接触网供电，另一种是由车载蓄电池供电。依靠接触网直接供电的电磁式磁轨制动器具有制动力大的优点，但其不足之处是一旦发生如供电电网大面积停电、遭受雷击等意外事故，便会造成接触网失电，进而会导致电磁式磁轨制动器不能工作。依靠蓄电池供电的电磁式磁轨制动器虽然具有可靠性高的优点，但其不足之处是由于轨道车辆车载蓄电池的供电电压一般为对伏特，属于低电压范围，而电磁铁的励磁电流密度通常是受限的，例如长期工作制励磁线圈的容许电流密度为2、安培/平方毫米；反复短时工作时励磁线圈的容许电流密度为5 12安培/平方毫米；短时工作时励磁线圈的容许电流密度为13 30安培/平方毫米；为了保证电磁铁励磁线圈的安全，推荐使用长期工作制励磁线圈的容许电流密度；因此，在此小容许电流密度和低励磁电压下，单根导线励磁的电磁铁必然会出现励磁安匝数过小的问题
发明内容
本发明的目的是针对现有电磁式磁轨制动器的不足，提供一种结构简单、可靠性高、制动力大、紧急制动与停车驻车都可使用的电磁式磁轨制动器；本发明的另一目的是针对目前电磁式磁轨制动器的供电方式的不足，提供一种电磁式磁轨制动器的控制方法，采用接触网和蓄电池两套供电电路控制，确保制动器的可靠性。为实现上述目的，本发明电磁式磁轨制动器采用的技术方案是包括一根位于轨道正上部、与轨道平行且沿轨道纵向布置的纵梁，在轨道与纵梁之间设置沿轨道的纵向等间距分布的2/7个电磁铁，/7 ^ 2 (下同)，每个电磁铁均由一个磁芯和至少两组沿所述一个磁芯轴向布置的、绕制方式相同的励磁线圈组成；每个磁芯轴向均垂直于轨道和纵梁、上端均连接纵梁、下端延伸部分均是极靴；相邻两个电磁铁依次两两组成一对，由每对电磁铁、纵梁、轨道、每对电磁铁与轨道间的气隙组成一个闭合工作磁路，所有闭合工作磁路的回路方向依次反向间隔布置且闭合工作磁路的轴线均与轨道的纵向垂直，同一个闭合工作磁路中的所有励磁线圈均连接同一个励磁模块，所有励磁模块均与电子控制单元ECU相接。本发明电磁式磁轨制动器的控制方法的技术方案包括如下步骤A、由电子控制单元ECU控制每对电磁铁中的第一个电磁铁上的励磁线圈输入的电流方向与第二个电磁铁上的励磁线圈输入的电流方向相反，且使每相邻两个闭合工作磁路的磁场的方向相反；B、当电子控制单元ECU判断制动器无需提供制动力时，由电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈均处于断开不工作状态；C、当电子控制单元ECU判断制动器需要提供最大制动力时，由电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈均处于并联工作状态；D、当电子控制单元ECU判断制动器需要提供驻车制动力时，由电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈均处于串联工作状态。本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是
1、本发明的电磁式磁轨制动器的结构设计合理，电磁铁与轨道相互作用最易产生吸力和制动力的部分被充分利用，制动效果好。各励磁线圈位于不同的位置，减小电磁铁体积及重量，方便各励磁线圈的布置，便于检测和维护且使用效果好。能够确保高速轨道车辆在紧急制动时的制动可靠性高，在停车时消耗较少的能量便使轨道车辆可靠停驻。2、本发明的电磁式磁轨制动器具有以车载蓄电池电压为工作电压的两套供电电路，确保了制动器工作可靠性。在低工作电压下，采用电磁铁成对布置组成方向反向间隔的磁路、优化极靴形状、构建漏磁尽可能小的整体磁路等方法以减小漏磁，以及采用可由多组线圈并联励磁的电磁铁增大工作磁路的安匝数等方法使轨道车辆在行车制动时获得最好的制动效果。3、本发明提供的紧急制动与停车驻车的控制方法中，电子控制单元对各工作磁路的励磁线圈采用模块控制，在对轨道车辆进行紧急制动时，ECU控制各个工作磁路的相关励磁电路开关，使与该工作磁路相关的励磁线圈并联工作以获得最大的励磁安匝数；在对轨道车辆停车驻车时，ECU控制各个工作磁路的相关励磁电路开关，使与该磁路相关的励磁线圈串联工作以降低能量消耗；在紧急制动模式向停车驻车模式切换时，使所有工作磁路的相关励磁电路开关分组依次切换(例如分两组)，以保证制动力不中断。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明图1是本发明的电磁式磁轨制动器与轨道的立体结构图2是图1中电磁式磁轨制动器产生的2个工作磁路的工作原理示意图3是图2中的A-A剖视图4是图1中纵梁4的仰视图5是图2中电磁铁5及其连接组件的结构图6是图5中电磁铁5中的磁芯11及其连接组件的结构图7是图1中清洁保护装置2的立体放大图8是图7中清洁保护装置2内部结构剖视图9是电磁式磁轨制动器的供电及控制原理图10是图9中第j· (1 < J· < / ，下同)个励磁模块的控制原理图。图中1-内六角螺栓；2-清洁保护装置；3-止退螺母；4-纵梁；5-电磁铁；6_轨道；7-极靴；8-电磁铁联接螺栓；9-电磁铁安装定位台阶；10-励磁线圈；11-磁芯；12-隔板；13-电磁铁安装定位槽；14-电磁铁联接螺栓孔；15-清洁保护装置联接螺栓孔；16-清洁保护装置安装定位槽；17-铆接孔；18-隔板定位卡槽；19-限位槽；20-限位销；21-通风槽；22-清洁块斜纹槽面；23-清洁块；24-清洁保护装置外壳；25 -清洁保护装置联接螺纹孔；26-弹簧；27-弹簧定位基柱；28-接触网供电电路可控开关；29-电压表；30-蓄电池供电电路可控开关；31-二极管；32-可控开关组C7 ；33-可控开关组沁；34-第入组励磁线圈；35-第J4组励磁线圈；36-第入组励磁线圈；37-第J1组励磁线圈。
具体实施例方式如图1-2所示，本发明的电磁式磁轨制动器成对安装于轨道车辆两侧转向架的两车轮之间，一根电磁式磁轨制动器包括一根纵梁4，纵梁4是其他部件与电磁式磁轨制动器联接或安装的基础构件 ’纵梁4位于轨道6的正上部、与轨道6平行且沿轨道的纵向布置，在轨道6与纵梁4之间的纵向空间设置2n fc彡2，下同)个电磁铁5，这2/7个电磁铁5沿轨道6的纵向等间距分布，每个电磁铁5在轨道6的正上方，每个电磁铁5的轴向均同时竖直垂直于轨道6和纵梁4。参见图2-6，每个电磁铁5均由一个磁芯11和至少两组励磁线圈10组成，磁芯11的轴向均竖直垂直于轨道6，磁芯11的横截面(即在轴向的法平面内的截面)均为四角倒有圆角的长方形，该长方形的宽度方向与轨道6横向一致，长度方向与轨道6纵向一致，且该长方形的宽度略大于轨道6的横向宽度，即在轨道6的横向上，磁芯11可比轨道宽(TlOmm。每个磁芯11上均绕有至少两组励磁线圈10 (本发明仅以两组励磁线圈10为例说明，下同)，这两组励磁线圈10沿磁芯11的轴向上下布置，每个磁芯11上的两组励磁线圈10的绕制方式相同，即相对于磁芯11的绕向、出端与入端均相同。每个磁芯11的上端均连接纵梁4、下端延伸部分是极靴7，极靴7与轨道6的上表面相接触或分离(不一定是接触的)，极靴7可与磁芯11做成一个整体结构。在各组励磁线圈10之间、上组励磁线圈10与纵梁4之间、以及下组励磁线圈10与极靴7之间均设置一层隔板层，即共有三层隔板层，每层隔板层均与电磁铁5固定连接。如图6，隔板层与电磁铁5固定连接时，可在磁芯11的沿轨道6的纵向两侧面上开隔板定位卡槽18，隔板12为中间有开槽的长方形板，沿轨道6的纵向将两个隔板12从磁芯11的两侧插入隔板定位卡槽18中形成一层隔板层，开槽中是磁芯11，这样，每层隔板层其实是由一对隔板12对合而成，隔板定位卡槽18中容纳磁芯11。如图5，在每个隔板12的四角处开铆接孔17，通过铆钉在铆接孔17铆接，以防止励磁线圈10的上下窜动。隔板层在轨道6横向上的长度大于其在轨道6纵向上的长度，为其铆钉连接提供空间，也便于对隔板12的拆卸，且不对电磁铁5沿轨道6横向上最有用的磁路产生影响。由于电磁铁5与轨道6气隙最小的地方在轨道6横向上的中部，因此将隔板定位卡槽18在磁芯11上沿轨道6纵向布置以使对整个磁路影响最小，充分利用了磁路。参见图2，在2/7个电磁铁5中，相邻的两个电磁铁5依次两两组成一对，即依次组成对电磁铁5。在每对电磁铁5中，其中的第一个电磁铁5上的两组励磁线圈10输入同向电流，第二个电磁铁5上的两组励磁线圈10输入的电流方向与所述的第一个电磁铁5上的两组励磁线圈10输入的电流方向相反，以使这两个电磁铁5的磁极相反。这样，每对电磁铁5、纵梁4、轨道6、每对电磁铁5与轨道间的气隙组成一个闭合工作磁路，即本发明可组成个闭合工作磁路，这个闭合工作磁路沿轨道6纵向分布，每个闭合工作磁路的轴线均垂直于轨道6的纵向方向。每个闭合工作磁路中的磁力线均经过三层隔板12层组成的空间内。从同一个方向看每个工作磁路，在对励磁线圈10输入电流时，使这/7个工作磁路中每相邻两个工作磁路的磁力线的方向相反，也就是使所有的闭合工作磁路按回路方向依次反向间隔布置。同一闭合工作磁路中的两个极靴7之间的纵向距离不能小于10mm，以减小两极靴 7间气隙的漏磁，相邻两个闭合工作磁路中的两个极靴7的间距在保证安装及膨胀间隙的情况下取小值，不能小于2mm且不能大于10mm，以增加每个电磁铁5与轨道6间的作用面积。参见图3-4，在纵梁4上设置电磁铁安装定位槽13和电磁铁联接螺栓孔14，用以安装电磁铁5，电磁铁安装定位槽13和电磁铁联接螺栓孔14的数量与电磁铁5的数量相同，在每个电磁铁联接螺栓孔14的下部均有一个电磁铁安装定位槽13。磁芯11的上端延伸电磁铁联接螺栓8，且在磁芯11的上端面处设有电磁铁安装定位台阶9。安装时，将电磁铁联接螺栓8从下向上穿过电磁铁联接螺栓孔14，使电磁铁联接螺栓8与电磁铁联接螺栓孔14相配，电磁铁安装定位台阶9与电磁铁安装定位槽13相配，使电磁铁5在纵梁4上正确定位，并在电磁铁联接螺栓8上端处通过止退螺母3将磁芯11与纵梁4固定连接，电磁铁联接螺栓8的螺纹穿越纵梁4的上端面且螺纹下端距此上端面的距离为5毫米。为减小漏磁，使电磁铁联接螺栓8的光杆部分与电磁铁联接螺栓孔14之间、电磁铁安装定位台阶 9与电磁铁安装定位槽13之间为小间隙配合。如图1、4、7_8所示，本发明在纵梁4的两端设有对称布置的清洁保护装置2，清洁保护装置2位于纵梁4和轨道6之间；清洁保护装置2包括1个可以上下运动的清洁块23、 1个清洁保护装置外壳M和2根弹簧26。在清洁保护装置外壳M的上端向其内腔延伸有 2个圆柱形的弹簧定位基柱27，在2个圆柱形的弹簧定位基柱27上均套接1根弹簧沈，弹簧定位基柱27上开有联接螺纹孔25，内六角螺栓1通过联接螺纹孔25以及纵梁4上开的定位槽16将清洁保护装置外壳M与纵梁4固定连接。清洁块23的上部伸入清洁保护装置外壳M的内腔中并压靠在2根弹簧沈的下端，通过2根弹簧沈的伸缩可使清洁块23上下运动。在清洁块23的下端是清洁块斜纹槽面22，在清洁块23中部设有2根限位销20，2根限位销20与清洁保护装置外壳M上的2个限位槽19相配，通过2个限位槽19和2根限位销20限制清洁块23的上下移动距离。当制动器不与轨道6接触时，在预压缩的弹簧 26的作用下，清洁块23上的限位销20位于保护壳限位槽19的下端，此时清洁块23下部的斜纹槽面22低于极靴7，当制动器与轨道6接触时，清洁块23下部的斜纹槽面22先于电磁铁5接触轨道6，以清除轨道6与电磁铁5间的杂物；为减少磁阻。清洁块23、清洁保护装置外壳M均采用非导磁材料制作。 如图9-10所示，本发明提供的电磁式磁轨制动器的供电及控制电路包括两套供电电路，一套由接触网供电，另一套由蓄电池供电。将2/7个电磁铁5中属于同一闭合工作磁路中的相邻两电磁铁5上的共四组励磁线圈10连接同一个励磁模块，因此，本发明具有 η个励磁模块，每个励磁模块控制同一工作磁路的一对电磁铁5，所有的励磁模块均通过控制导线连接电子控制单元ECU，且所有的励磁模块均并联于工作电路接线柱和M之间。 图9中的&与bx、a2与b2、an与bn分别为各励磁模块连接电子控制单元ECU的控制导线。在工作电路接线柱舶和M处并联蓄电池供电电路与接触网供电电路。其中，接触网供电电路是工作电路接线柱舶和M并接电压表29，降压整流单元接在电压表四和接触网之间，由接触网提供电能，在降压整流单元和电压表四至工作电路接线柱舶和M 间的正极线路上串联一接触网供电电路可控开关观。接触网经降压整流单元后输出与蓄电池相同的工作电压(如24伏特)。电压表四经信号导线e连接电子控制单元ECU，接触网供电电路可控开关观经控制导线/连接电子控制单元ECU。蓄电池供电电路是在工作电路接线柱舶和彻之间还并联蓄电池，蓄电池连接充电电路；蓄电池与工作电路接线柱舶和 BB间正极线路上依次串联防止电流由接触网供电电路流向蓄电池的二极管31与一蓄电池供电电路可控开关30。蓄电池供电电路可控开关30经控制导线g连接电子控制单元ECU。如图10所示的励磁模块的连接结构，图10以第J (1 <J‘</7，下同)励磁模块为例，相邻两电磁铁5的四组励磁线圈10分别为第J1组励磁线圈37、第入组励磁线圈36 和第入组励磁线圈34、第J4组励磁线圈35，每组励磁线圈10的两端分别是ο端和i端，每组励磁线圈10各自的i端与ο端相对于线圈的位置都一样。每个励磁模块均由可控开关组Cj22和可控开关组Clj 33组成，可控开关组由可控开关Cjl、Cj2、Cj”Cji、Cj5和C76组成，可控开关组沁33由可控开关 /力、dJ2和沁3组成，同一可控开关组所有的可控开关均同步动作，每个励磁模块均由电子控制单元E⑶通过可控开关组和可控开关Clj 33这两个可控开关组控制，同一可控开关组的所有开关在同一时刻均处于同一结合或同一断开状态，两个可控开关组分别连接电子控制单元E⑶；当两个可控开关组均处于断开状态，各励磁线圈10均断开不工作；当一个可控开关组处于结合状态，而另一个可控开关组处于断开状态，各励磁线圈10均处于并联工作状态；当第一个可控开关组处于断开状态，而另一个可控开关组处于结合状态，各励磁线圈10均处于串联工作状态。第J1组励磁线圈37的i端通过电线连接于工作电路正极舶，中间串联可控开关 cJ3,o端通过电线连接于工作电路负极彻，中间串联有可控开关C72 -Mj2组励磁线圈36的 i端通过电线连接于工作电路正极A4，中间串联有可控开关C^o端通过电线连接于工作电路负极M ；第入组励磁线圈34的i端通过电线连接于工作电路负极M，中间串联有可控开关C76，ο端通过电线连接于工作电路正极；第J4组励磁线圈35的i端通过电线连接于工作电路负极彻，中间串联有可控开关cjVo端通过电线连接于工作电路正极，中间串联有可控开关&5。此外，第J1组励磁线圈37的0端与第入组励磁线圈36的i端的中间串联有可控开关，第组励磁线圈34的i端与第J4组励磁线圈35的ο端的中间串联有可控开关沁3，第Λ组励磁线圈37的i端与第J4组励磁线圈35的i端的中间串联有可控开关冬。可控开关组Cj 32和可控开关组<33分别由控制导线Sj和b」连接至电子控制单元ECU;如果要闭合工作磁路的磁力线的方向相反，则只需使成对的两电磁铁5产生磁极的方向相反。一种具体做法是将前一个状态连接至闭合工作电路正极的各导线接头移至工作电路负极M，同时将连接至工作电路负极M的各导线接头移至工作电路正极A4，即改变第Λ组励磁线圈37、第入组励磁线圈36和第入组励磁线圈34、第J4组励磁线圈35的电流方向。参见图1-3和9-10所示，本发明的电磁式磁轨制动器在工作时，采用具有两组励磁线圈10且成对布置的电磁铁5、方向反向间隔的工作磁路、以及两套供电电路进行控制， 实现轨道车辆的制动，具体控制方法如下
对于同一励磁模块，由电子控制单元ECU控制每对电磁铁5中的第一个电磁铁上的励磁线圈10输入的电流方向与第二个电磁铁上的励磁线圈10输入的电流方向相反，且使每相邻两个闭合工作磁路的磁场的方向相反。当电子控制单元ECU依据接收到轨道车辆的速度信号和制动信号且判断电磁式磁轨制动器不需要提供制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈10均处于断开不工作状态。具体是由电子控制单元ECU通过控制导线…与bj使可控开关组Cj 32与可控开关组Clj 33均处于断开状态，此时所有励磁模块中的各励磁线圈10都不工作；当电子控制单元ECU依据接收到轨道车辆的速度信号和制动信号且判断电磁式磁轨制动器需要提供最大制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈10均处于并联工作状态，具体是由电子控制单元ECU通过控制导线 与 ~使可控开关组& 32结合，可控开关组沁33断开，使所有励磁模块的各励磁线圈10均处于并联状态，此时成对的电磁铁5与纵梁4、轨道6、两电磁铁5与轨道6间的气隙组成一个闭合工作磁路，此时工作磁路获得的励磁安匝数最大，该闭合工作磁路在极靴7与轨道6间产生吸力，进而促使极靴7与轨道6接触产生滑动摩擦制动力。当电子控制单元ECU依据接收到轨道车辆的速度信号和制动信号且判断电磁式磁轨制动器需要提供驻车制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈10均处于都处于串联工作状态，具体是由电子控制单元E⑶通过控制导线 与力使可控开关组沁33结合，可控开关组C7 32断开， 使所有励磁模块的各励磁线圈10均处于串联状态，由于接线柱与M接线柱间的电压一定，此时所有励磁线圈10中的电流约为上一状态中所有励磁线圈中的电流的四分之一，必然导致成对的电磁铁5与纵梁4、轨道6、两电磁铁5与轨道6间的气隙组成的一个工作磁路的励磁安匝数减少，从而使电磁铁极靴7与轨道6间的吸力变小，此时轨道车辆提供较小的驻车制动力。当电子控制单元ECU依据接收到轨道车辆的速度信号和制动信号，且判断电磁式磁轨制动器由提供最大制动力向提供驻车制动力转化时，使所有闭合工作磁路中的可控开关组与沁33 (1至少分两组依次切换。例如分两组切换时，电子控制单元 E⑶分2次切换可控开关组与<33，以避免轨道车辆因失去制动力而产生移动；第1次切换是电子控制单元E⑶控制将可控开关组C2、可控开关组C3和可控开关组C4由结合状态切换成断开状态，同时将可控开关组式、可控开关组式和可控开关组式由断开状态切换成结合状态；第2次切换是电子控制单元E⑶控制将可控开关组C1和可控开关组C5由结合状态切换成断开状态，同时将可控开关组4和可控开关组式由断开状态切换成结合状态，经过上述切换后所有励磁线圈10的电流减小至原来的四分之一，本发明提供的电磁制动器对轨道车辆所能提供的制动力也相应减小。将所有励磁模块均通过工作接线柱与M与蓄电池供电电路与接触网供电电路并联；所有励磁模块以车载蓄电池电压为工作电压，当接触网供电电路中降压整流单元的输出电压位于正常范围(如2218伏特之间)时，E⑶控制接触网供电电路可控开关观接通， 同时控制蓄电池供电电路可控开关30断开以节约能源和延长蓄电池使用寿命。当接触网供电电路降压整流单元的输出电压位于正常范围(如2218伏特之间)之外时，ECU控制蓄电池供电电路可控开关30接通，然后控制接触网供电电路可控开关观断开，以确保制动器不因供电电压过低而导致制动力有过大的降低，制动器不因供电电压过高导致励磁线圈10 的电流过大而受损。以上是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案均落在本发明所要保护的范围之内。
权利要求
1.一种电磁式磁轨制动器，包括一根位于轨道(6)正上部、与轨道(6)平行且沿轨道(6)纵向布置的纵梁(4)，其特征是在轨道(6)与纵梁(4)之间设置沿轨道(6)的纵向等间距分布的2/7个电磁铁(5)，/ ^ 2，每个电磁铁(5)均由一个磁芯(11)和至少两组沿所述一个磁芯(11)轴向布置的、绕制方式相同的励磁线圈(10)组成；每个磁芯(11)轴向均垂直于轨道(6)和纵梁(4)、上端均连接纵梁(4)、下端延伸部分均是极靴(7);相邻两个电磁铁(5)依次两两组成一对，由每对电磁铁(5)、纵梁(4)、轨道(6)以及每对电磁铁(5)与轨道间的气隙组成一个闭合工作磁路，所有闭合工作磁路的回路方向依次反向间隔布置且闭合工作磁路的轴线均与轨道(6)的纵向垂直，同一个闭合工作磁路中的所有励磁线圈(10)均连接同一个励磁模块，所有励磁模块均与电子控制单元ECU相接。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是同一个闭合工作磁路中的两个极靴(7)间的纵向间距不小于10mm，相邻两个闭合工作磁路中的两个极靴(7)的纵向间距不小于2mm且不大于10mm。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是磁芯(11)的横截面均为四角倒有圆角的长方形，长方形的长度方向与轨道(6)纵向一致、宽度方向与轨道(6)横向一致且长方形宽度比轨道(6)的横向宽度大(TlO mm。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是每个电磁铁(5)的各组励磁线圈(10)之间、上组励磁线圈(10)与纵梁(4)之间、以及下组励磁线圈(10)与极靴(7)之间均设置与电磁铁(5)固连的一层隔板层，隔板层是由两个中间有开槽的长方形板沿轨道(6)纵向对合而成，开槽中是磁芯(11)。
5.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是纵梁(4)上设有数量和位置均与电磁铁(5)相应的电磁铁安装定位槽(13)和电磁铁联接螺栓孔(14)，磁芯(11)的上端延伸的是电磁铁联接螺栓(8)，且在磁芯(11)的上端面处设有与电磁铁安装定位槽(13)相配的电磁铁安装定位台阶(9)，电磁铁联接螺栓(8)从下向上穿过电磁铁联接螺栓孔(14)，电磁铁联接螺栓(8)的上端部分是螺纹并通过止退螺母(3)固接纵梁(4)，螺纹穿越纵梁(4)的上端面且螺纹下端距此上端面的距离为5毫米，电磁铁联接螺栓(8)的光杆部分与电磁铁联接螺栓孔(14)之间、电磁铁安装定位台阶(9)与电磁铁安装定位槽(13)之间均为小间隙配合。
6.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是位于纵梁(4)和轨道(6)之间的纵梁(4)的两端各设一个清洁保护装置(2)，清洁保护装置(2)包括1个可上下运动的清洁块(23)，清洁块(23)的下端是清洁块斜纹槽面(22);当制动器不与轨道(6)接触时，斜纹槽面(22)低于极靴(7)，当制动器与轨道(6)接触时，斜纹槽面(22)先于电磁铁(5)接触轨道(6)。
7.根据权利要求1所述的一种电磁式磁轨制动器，其特征是每个励磁模块均由分别连接电子控制单元E⑶的两个可控开关组组成，同一可控开关组的所有开关在同一时刻均处于同一结合或同一断开状态，当两个可控开关组均处于断开状态，各励磁线圈(10)均断开不工作；当一个可控开关组处于结合状态，另一个可控开关组处于断开状态，各励磁线圈(10)均处于并联工作状态；当所述一个可控开关组处于断开状态，所述另一个可控开关组处于结合状态，各励磁线圈(10)均处于串联工作状态。
8.—种如权利要求1所述电磁式磁轨制动器的控制方法，其特征是包括如下步骤A、由电子控制单元ECU控制每对电磁铁(5)中的第一个电磁铁上的励磁线圈(10)输入的电流方向与第二个电磁铁上的励磁线圈(10)输入的电流方向相反，且使每相邻两个闭合工作磁路的磁场的方向相反；B、当电子控制单元ECU判断制动器无需提供制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈(10)均处于断开不工作状态；C、当电子控制单元ECU判断制动器需要提供最大制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈(10)均处于并联工作状态；D、当电子控制单元ECU判断制动器需要提供驻车制动力时，电子控制单元ECU控制所有励磁模块的各励磁线圈(10)均处于都处于串联工作状态。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征是将所有励磁模块均通过工作接线柱与M与蓄电池供电电路与接触网供电电路并联；所有励磁模块以车载蓄电池电压为工作电压，当接触网供电电路输出电压位于正常范围时，电子控制单元ECU控制接触网供电电路接通并控制蓄电池供电电路断开；反之，当接触网供电电路输出电压位于正常范围之外时，电子控制单元ECU控制蓄电池供电电路接通并控制接触网供电电路断开。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征是当电子控制单元ECU判断制动器由提供最大制动力向提供驻车制动力转化时，所有励磁模块至少分两组依次控制励磁线圈(10)由并联工作状态切换至串联工作状态。
全文摘要
本发明公开一种电磁式磁轨制动器及其控制方法，在轨道与纵梁之间设置沿轨道的纵向等间距分布的2n个电磁铁，每个电磁铁均由一个磁芯和至少两组沿所述一个磁芯轴向布置的、绕制方式相同的励磁线圈组成；相邻两个电磁铁依次两两组成一对，由每对电磁铁、纵梁、轨道、每对电磁铁与轨道间的气隙组成一个闭合工作磁路，所有闭合工作磁路的回路方向依次反向间隔布置且闭合工作磁路的轴线均与轨道的纵向垂直，同一个闭合工作磁路中的所有励磁线圈均连接同一个励磁模块，所有励磁模块均与电子控制单元ECU相接；采用蓄电池与接触网并联的两套供电电路控制，确保高速轨道车辆在紧急制动时的制动可靠性高，在停车时消耗较少的能量便使轨道车辆可靠停驻。
文档编号B61H7/08GK102556102SQ20121001264
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者何仁, 姚明, 张晓娜, 武晓晖, 王胜, 陆森林, 陈士安, 顾宇峰 申请人:江苏大学