涡流制动特性试验的纵向端部效应研究

作     者：王立超 王可 王立宁 高立群 WANG Lichao;WANG Ke;WANG Lining;GAO Liqun

作者机构：北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 

出 版 物：《机车电传动》 (Electric Drive for Locomotives)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：117-123页

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划系统性重大项目(P2023.J040) 中国铁道科学研究院集团有限公司技术研究基金重点资助项目(2022YJ233) 

主　　题：涡流制动 永磁涡流制动 端部效应 电磁制动 电磁仿真 高速列车 

摘      要：涡流制动台架试验是研究涡流制动特性的重要手段,当试验使用的磁极个数少于设计数量时,纵向端部效应对试验结果有显著影响,故应对纵向端部效应的产生机理及修正方法进行深入研究。文章设计不同磁极个数的试验方案,验证端部效应对制动力和动态吸力的影响。通过2-D有限元电磁仿真,获得涡流制动磁场、涡流密度及洛伦兹力的分布规律,分析端部效应的产生机理。计算不同速度下,各磁极产生的制动力,获得端部磁极对制动力的贡献度,进而推导出端部效应的修正公式。研究结果表明,端部效应对动态吸力的影响较小,对制动力的影响比较显著,因此只需对制动力进行修正;入端磁极的制动力与中间磁极几乎相同,出端磁极的制动力相对较小,且对制动力的贡献与速度近似线性相关;通过出端磁极贡献度函数修正制动力试验数据,修正结果与3-D有限元仿真制动力的相对误差显著减小。研究结果为涡流制动试验设计和试验数据处理提供参考,有利于掌握更准确的涡流制动特性,从而指导产品研究开发。