本发明属于铁路驼峰调速领域，特别是涉及一种铁路驼峰车辆电磁减速器。电磁减速装置可以作为混合动力汽车及磁悬浮列车的辅助制动，在驼峰调速领域将会取代机械型减速装置。
背景技术：
我国经济的快速发展与铁路货运息息相关，铁路编组站作为货运列车的分拣枢纽，越来越受到各界关注，铁路驼峰场是编组站的重要组成部分，作用是利用驼峰自身的坡度，让到达同一轨道的车列利用自身重力溜放，进入打靶区从而安全连挂，但是在驼峰溜放过程中车列的速度需要严格管控，否则会出现连挂不上或超速撞坏车辆的后果。现阶段我国部分大型编组站已经实现驼峰溜放自动化，所使用的调速工具多为钳夹式减速器和减速顶，钳夹式减速器布置在溜放段，主要起到管控车列在溜放段的出口速度，属间隔制动。而减速顶一般布置在编组站尾部的打靶区，作用是再次调控车列的速度，已达到安全连挂的目的，属于目的制动。
目前间隔制动所使用钳夹式减速器存在严重的安全隐患，在现实操作中，往往采用放头拦尾的策略，但是当尾部车列空载时，就会发生制动等级误差，导致轮对被钳夹式减速器挤出脱线的事故，原因出在其自身的减速原理上。钳夹式减速器主要是靠夹板挤压车列的轮对从而产生摩擦，使轮对的转速下降从而起到减速的作用。轮对被挤压力过大损伤了轮轴的配合力，长时间挤压使轮对磨损严重，且钳夹式减速器启动后需要较长的缓解时间，影响驼峰解体能力和解体效率，严重制约铁路的运输能力。摩擦也会产生大量噪声和有害粉尘污染，不满足国家的环保要求。为此，应研制新的车辆减速器，实现安全可靠且无噪声作业环境。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是：提供一种铁路驼峰车辆电磁减速器系统装置，它具有安全性高、控制精度高、可操控性强、无磨耗、使用寿命长且无噪声和无污染的特点。
本发明的技术解决方案是：一种铁路驼峰车辆电磁减速器系统装置，包括轮对，其特征是：它还包括电源、电磁铁、测磁感应器，所述电源由多级变压器、整流器、稳压电源组成，该电源是把三相交流电变为可平滑调整电流的直流电，所述电磁铁由磁轭和励磁线圈组成，所述励磁线圈通有直流电，该励磁线圈与所述轮对之间有气隙间距。
在所述励磁线圈中间穿插铁芯以增大磁场强度。
所述测磁感应器用来检测速度、时间、电流大小和磁感应强度，为数显式转速表。
所述测磁感应器还包含用于复查的特斯拉计。
所述励磁线圈通有直流电后形成励磁电流，该励磁电流为10～20a。
所述气隙间距为5～15mm。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1、这种非接触式的铁路驼峰车辆电磁减速器不像钳夹式减速器需要上下移动制动轨夹轮对发生摩擦，也不像减速顶的止冲装置损坏轮对，因此提高了车辆轮对的使用寿命。2、由于电磁减速器是非接触式制动模式，制动过程中减速器的内部零件基本无相对移动，和车辆的轮对也无摩擦，所以保证了减速器的使用年限肯定超过钳夹式减速器，简单的结构使得安装的成本和维修费用相对也少很多，同时还可彻底解决噪声和污染等问题。3、本电磁减速器独特的极简结构保证了它的形状可随意的调节，甚至安装在曲线线路上，相比之下钳夹式减速器要求线路的直线型，这样大大制约了减速器的适用范围，导致部分线路浪费空置。4、本电磁减速器无需缓解时间，基本上通电就立刻制动，减速结束断电即可，没有时间上的滞后，减少了缓解时间。
附图说明
图1为本发明铁路驼峰车辆电磁减速器系统控制图。
图2为本发明的电磁减速器的磁场示意图。
图3为本发明的电磁减速器结构示意图。
图4为本发明的电磁减速器截面结构示意图。
图5为本发明的电磁减速器俯视结构示意图。
图6为本发明的电磁减速器侧面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步详细说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
本发明的减速原理是：给励磁线圈通以直流电，磁轭中间产生恒定的磁场，磁轭中间产生恒定的磁场，旋转的列车轮对快速经过磁场，由于楞次定律，在轮对上存在许多反向小的感应励磁电流来阻碍轮对中磁场的变化，电流方向可用右手螺旋定则判断，轮对速度越大磁场变化越快，产生的这种反向励磁电流越大，这种小的励磁电流也属于电流的一种，因此根据左手定则可以知道励磁电流产生的力的方向，分析结果发现这种励磁电流产生的力可以阻碍轮对运行，这就是电磁涡流减速器的减速原理。
图1为本发明铁路驼峰车辆电磁减速器系统控制图，如图所示，在进行涡流制动时轮对在电磁机构产生的磁场中转动，就会有涡流产生在轮对内，轮对内涡流所产生的磁场在与励磁磁场相互作用时产生了洛伦兹力，洛伦兹力就是涡流制动的制动力，反映到轮对上就是轮对的转速下降，通过计算轮对速度的快慢，就能得到涡流制动力的大小，通过调节参数来控制制动力的大小实现铁路驼峰车辆电磁减速，只要测量出励磁电流，就可以通过关系推导出来。保证轮盘转速不变，通过改变涡流减速器的电磁机构磁极与轮对之间的气隙间距大小，可以测出轮对降速的快慢，就得到涡流制动力大小和制动装置磁极到轮对空气气隙大小之间的关系。保证实验中其他参数不变，通过调节轮对的转速，同时测量励磁电流，就可以通过推导得出涡流制动力大小，并分析得到涡流制动力大小与制动盘旋转转速大小之间的关系。保证其他因素不变，调整涡流减速器电磁机构励磁线圈内励磁电流的大小，在不同励磁电流大小下可以测出电枢电流，就得到涡流制动力大小与减速器电磁结构励磁电流大小之间的关系。
图2为本发明的电磁涡流减速器的磁场示意图。如图所示，电磁减速器投影在列车轮对轮缘上的磁极阴影部分，是一个圆弧形区域ⅰ，从麦克斯韦方程φ＝bsρ中，计算得到区域内部的磁通量，sρ表示投影在轮缘上的磁极面积，在轮对和磁极之间的气隙面积也为sρ，由电磁涡流减速器的励磁线圈提供的电流以及轮对的轮缘表面产生的涡流去磁效应共同作用，处理后能够得到电磁涡流减速器和转动轮缘之间空气间隙的磁感应强度b。轮缘转动过程中的圆形区域ⅰ，其内部的磁通量φ在不断的改变，图示位置ⅰ→ⅱ→ⅲ可以认为是它的变化过程，按φ＝bsρcosωt规律改变，磁通大小不断地增加然后减小。
圆形区域ⅰ可以看作由许多个宽度为dr，半径为r，如图3中所示厚度为δh的导磁圆柱体组成，则通过这个圆柱体的磁通为：
φ＝πr2bcosωt
其中，nρ为磁极对数，电磁涡流减速器设计磁极对数为3个；ω＝2πnρn/60为磁场变化的角速度，单位为rad/s；n是转速，单位为r/min。
当磁通改变时圆柱体上所产生的感生电动势ε为：
ε＝dφ/dt＝πr2bsinωt
此导磁圆柱体的电阻为：
dr＝ρ2πr/δhdr
列车轮缘上的涡流，导磁圆柱体上的有效电流为：
ie＝ε/dr＝δhbωsinωt
则导磁圆柱体上的瞬时功率为：
dp＝ε2/dr＝πδhb2ω2sin2ωtr3dr/2ρ
轮缘通过一个电磁涡流减速器后，磁轭会在轮缘上投影6个这样的圆形区域，故总制动功率为：
p＝6pe＝3s2pδhb2ω2/8πρ
图3为本发明电磁减速器结构图，如图所示。铁路驼峰溜放轨道两侧分别由s极、n极互相交替，而在减速器两侧的磁极则由s极、n极相对。这样在列车溜放过程中进行涡流减速时，列车轮对在减速器产生的磁场中穿过，列车轮缘内的磁路就会产生大量的涡流，而涡流又与磁场产生相互作用力，从而使列车获得巨大的制动力。
本发明电磁涡流技术应用在驼峰溜放区时，通常采用埋放在路基下的方式，这样电磁线圈就不会阻挡车列行进。路基下方空间更大能够放置励磁线圈的数量也更多，从而使得制动力更大减速效果更好。使用时，首先给下方的励磁线圈通直流电，这样就会形成一个相对稳定的磁场环境，当溜放车辆的轮对经过这个磁场环境时，车轮快速切割磁力线，由于铁路车辆的轮对都是高导磁材料，因此会在轮对的表面形成涡电流，从微观上看由于涡电流处于恒定磁场内部，所以受到力的作用，表现在宏观上看就是阻力，这个阻力实际上是产生在车辆轮对上，涡电流升程的热量也可随行车过程自然的消散冷却，这样就节省了一道散热的工序。从机械设计角度来讲工序越少，产品的稳定性就会越好，不容易出现错误。