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原文传递旋转型永磁涡流制动装置的研究

论文题名：	旋转型永磁涡流制动装置的研究
关键词：	列车制动装置;旋转型永磁涡流制动装置;整体设计;三维静态磁场;有限元计算;ANSYS软件
摘要：	轨道交通运输由于具有绿色环保、节能的优势越来越受到重视。根据国家铁路交通中长期发展纲要，列车运行速度将达到350km/h甚至更高。随着列车速度的不断提高，其动能随速度的平方成正比增长，这就要求制动系统必须提供足够大的制动力才能满足要求。而目前大多数列车使用的闸瓦或盘形制动，其摩擦系数随速度增高而减小，即随着列车速度的增高，制动力不断减小，因此传统的摩擦制动系统面临着越来越严峻的挑战。非摩擦制动技术作为解决该问题的一种关键技术得到了广泛运用，如目前在装有电机的机车或动车上广泛应用了再生制动和电阻制动。本文着力于研究适用于非动力车辆的另外一种非摩擦制动技术--旋转型永磁涡流制动技术。　　论文首先全面比较了各种非摩擦制动技术的形式，分析了旋转型永磁涡流制动装置在轨道交通制动系统中的优势。在综合国内外涡流制动研究应用现状的基础上，根据涡流制动原理，提出了旋转型永磁涡流制动装置的结构方案。　　根据CRH2拖车转向架的结构和特点，完成了旋转型永磁涡流制动装置的整体设计，并对装置各组成部分的相关参数进行了确定。在此基础之上，运用Pro/E软件进行了三维模型建立。　　论文对磁场和边界条件的相关理论进行了简要的介绍，分析了有限元计算方法的基本思路以及ANSYS软件的发展和应用，探究了ANSYS软件当中磁场有限元的计算方法。并对三种电磁有限元计算方法标量法、矢量法、棱边法的应用范围和优缺点进行了比较。最终确定选择三维节点法和三维棱边法进行静态磁场分析和添加了运动效应的瞬态分析。　　论文运用ANSYS软件对旋转型永磁涡流制动装置的工作原理进行验证。在此基础上，首先进行旋转型永磁涡流制动装置三维静态磁场分析，得出随着旋转角度的增加，5块空气隙上磁场强度的变化规律。然后，完成了瞬态分析，得到制动装置在不同转速下，感应盘所能提供的制动功率。并分别分析了磁极对数、磁极周向距离、极片厚度、空气隙宽度等参数对制动功率的影响。同时针对在非工作状态下旋转型永磁涡流制动装置对列车运行的影响进行了分析，研究了磁极对数、磁极周向距离、极片厚度、空气隙宽度等因素对此的影响，并提出解决方案。　　最后，从永磁涡流制动装置设计的关键因素出发，设计一套实验方案，为旋转型永磁涡流制动装置的后续研究提供了一定的参考。
作者：	蒋冬清
专业：	机械电子工程
导师：	倪文波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文