一種軌道交通車輛磁軌制動裝置及其控制方法與流程

本發明涉及軌道列車制動技術領域，更進一步地涉及一種軌道交通車輛磁軌制動裝置及其控制方法。

背景技術：

軌道交通車輛緊急制動減速度要求高，為滿足高制動加速度要求，一般設有電制動系統和盤式摩擦制動系統，這兩種制動方式均為粘著制動，依靠與車輪的摩擦制動，在粘著需求高于實際的輪軌粘著時無法提供需要的制動減速度，存在安全隱患。為避免輪軌粘著不足，現代輕軌車輛一般還加設磁軌制動裝置，由磁軌制動裝置提供額外的摩擦力。磁軌制動裝置與軌道接觸，制動力由電磁吸力和磨耗板的摩擦系數確定，現有的磁軌制動裝置只能提供恒定的電磁力，而磨耗板的動摩擦系數受速度影響變化很大，速度越低，摩擦系數越大；在車速已經降到較低的速度時產生很大的摩擦力，造成制動沖動，影響乘坐的舒適性，并可能傷害乘客。

因此，對于本領域的技術人員來說，如何設計一種制動力能夠變化的制動裝置，在不同車速下提供不同的制動力，是目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明提供一種軌道交通車輛磁軌制動裝置，能夠在不同車速下提供不同的制動力。具體方案如下：

一種軌道交通車輛磁軌制動裝置，包括磁軌制動器和供電裝置，所述磁軌制動器內至少設置用于通電產生磁力的第一繞組和第二繞組，所述第一繞組和所述第二繞組共同對磨耗板施加壓力；所述第一繞組由第一控制器控制通電，所述第二繞組由第二控制器控制通電；所述第二控制器通過電流調節裝置調節所述第二繞組的電流，以改變所述磨耗板與鐵軌的壓力。

可選地，所述第二控制器連接速度監控處理裝置，所述第二控制器根據所述速度監控處理裝置檢測列車的運行速度實時調節所述第二繞組的電流值。

可選地，所述第二控制器調節所述第二繞組的電流值與所述速度監控處理裝置檢測列車的運行速度值的關系為：

I＝cv²

其中，I為電流值，c為系數，v為運行速度值。

可選地，所述第一控制器控制所述第一繞組通入恒定電流。

可選地，所述第一繞組中通入的恒定電流使所述磁軌制動器產生的磁力與支撐彈力的彈力相等。

可選地，所述第一繞組由充電機和蓄電池供電；所述第二繞組由所述充電機供電。

此外，本發明還提供一種軌道交通車輛磁軌制動裝置控制方法，包括：

啟動第一控制器使第一繞組通電，使磁軌制動器中的磨耗板產生與支撐彈力的彈力相等的磁力；

啟動第二控制器，根據速度監控處理裝置檢測列車的運行速度調節第二繞組的電流，使所述磨耗板與鐵軌摩擦制動，所述磨耗板與鐵軌的摩擦力隨車速的變化而變化。

本發明提供了一種軌道交通車輛磁軌制動裝置，通過供電裝置供電，由磁軌制動器與鐵軌摩擦產生制動力。在磁軌制動器內至少設置第一繞組和第二繞組兩個線圈繞組，兩個線圈繞組通電后產生磁力，第一繞組和第二繞組共同對磨耗板施加壓力，控制與鐵軌接觸的摩擦力大小。第一繞組由第一控制器控制通電，第二繞組由第二控制器控制通電，第二控制器通過電流調節裝置調節第二繞組的電流。在需要制動時，開啟第一控制器使第一繞組通電，產生抵抗列車上支撐彈簧彈力的電磁力，開啟第二控制器時，控制第二繞組產生疊加的電磁力，通過控制電流大小使第二繞組產生大小可控的電磁力，達到精確控制摩擦力的目的，從而可以根據列車行駛的速度改變制動力的大小，避免出現頓挫的現象。

本發明還提供一種軌道交通車輛磁軌制動裝置控制方法，啟動第一控制器使第一繞組通電，使磁軌制動器產生與支撐彈力的彈力相等的磁力；啟動第二控制器，根據速度監控處理裝置檢測列車的運行速度調節第二繞組的電流，使磁軌制動器的磨耗板與鐵軌摩擦制動，磨耗板與鐵軌的摩擦力隨車速的變化而變化，摩擦力與車速匹配，在保證足夠制動力的情況下，可以減少車輛制動時的頓挫情況。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的軌道交通車輛磁軌制動裝置的模擬框圖。

其中包括：

磁軌制動器1、第一繞組11、第二繞組12、第一控制器2、第二控制器3、速度監控處理裝置4、供電裝置5。

具體實施方式

本發明的核心在于提供一種軌道交通車輛磁軌制動裝置，能夠在不同車速下提供不同的制動力。

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖及具體的實施方式對本申請的軌道交通車輛磁軌制動裝置進行詳細的介紹說明。

如圖1所示，為本發明中軌道交通車輛磁軌制動裝置的原理框圖。該裝置包括磁軌制動器1和供電裝置5，整個裝置由供電裝置5提供電源，磁軌制動器1包含有用于與鐵軌摩擦接觸的磨耗板。磁軌制動器1內至少設置兩個線圈繞組，至少包括第一繞組11和第二繞組12，線圈繞組用于通電產生磁力，第一繞組11和第二繞組12能夠共同對磨耗板施加壓力，控制磨耗板與鐵軌接觸的摩擦力。可以想到的是，可以在本發明的基礎上，設置三個或更多的線圈繞組，線圈繞組可以纏繞在一個鐵棒上，也可以分別纏繞，但只要能夠控制同一個磨耗板即可，這些相應的改進也應當包含在本發明的保護范圍之內。

第一繞組11由第一控制器2控制通電，第二繞組12由第二控制器3控制通電；第二控制器3通過電流調節裝置調節第二繞組12的勵磁電流。第二繞組12中的電流大小不同，所提供的壓力與不同，電流越大，產生的電磁力也越大，能產生更大的電磁吸附力使磨耗板緊貼的鐵軌上，從而列車的制動力也就越大。

因此在列車減速的過程中，先對第二繞組12施加最大的電流以產生強大的制動力，更快地降低車速。當車速降低后減小第二繞組12的電流值，以施加更小的制動力，與當前的車速相匹配。通過電流的改變達到控制制動力的作用，在保證足夠的制動力的情況下，減少制動時產生的頓挫現象。

在此基礎上，第二控制器3連接速度監控處理裝置4，第二控制器3根據速度監控處理裝置4檢測列車的運行速度實時調節第二繞組12的電流值。當然，根據速度調節電流的方式有很多，可以間斷地調節，也可以連續地調節。連續調節時，電流大小近似為速度信號的一元二次方程。

本發明在此提供一種具體的調節方式，第二控制器3調節第二繞組12的電流值與速度監控處理裝置4檢測列車的運行速度值的關系為：

I＝cv²

其中，I為電流值，c為系數，v為運行速度值。系數c的具體數值要依據實際的情況來設定，不同車輛上采用不同的設定值。

此方式為連續調節，時刻根據車速調節電流大小，保證制動力與當前車速相匹配，使制動過程保持穩定的狀態。

在上述任一技術方案及其相互組合的基礎上，第一控制器2控制第一繞組11通入恒定電流，使第一繞組11通對磨耗板施加恒定的壓力，第二繞組12施加額外的壓力。總之，第一繞組11對磨耗板施加的壓力要小于或等于列車底部彈簧的彈力。

更具體地說，第一繞組11中通入的恒定電流使磁軌制動器1產生的磁力與支撐彈力的彈力相等。磨耗板由列車底部設置的彈簧支撐，由彈簧提供向上的彈力使磨耗板與鐵軌分離，若第一繞組11使磨耗板產生與此彈力相等的彈力，若僅有第一繞組11作用則使磨耗板保持受力平衡，再由第二繞組12施加額外的壓力就可很容易將磨耗板與鐵軌壓合，以使控制的力度更為精確。

優選地，第一繞組11由充電機和蓄電池供電；第二繞組12由充電機供電，也即供電裝置5包括充電機和蓄電池。

本發明在此還提供了一種軌道交通車輛磁軌制動裝置控制方法，操縱上述裝置時可以按以下步驟進行，可以精確地根據車速調節磨耗板的壓力，當列車發出磁軌制動指令后：

啟動第一控制器2使第一繞組11通電，使磁軌制動器1中的磨耗板產生與支撐彈力的彈力相等的磁力；

啟動第二控制器3，根據速度監控處理裝置4檢測列車的運行速度調節第二繞組12的電流，使磨耗板與鐵軌摩擦制動，磨耗板與鐵軌的摩擦力隨車速的變化而變化。

操作時，可同時啟動第一控制器2和第二控制器3使其工作，也可先啟動第一控制器2，再啟動第二控制器3，要先把恒定力施加在磨耗板上。具體地，電流大小可按公式I＝cv²計算，其中，I為電流值，c為系數，v為運行速度值。

通過分組控制電磁力以改變磨耗板與鐵軌的摩擦力，使列車的制動力隨車速改變。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。