轨道交通涡流制动器三维电磁模型与性能分析
吕刚
韩天宇
北京交通大学 电气工程学院,北京 100044
摘要：针对计算轨道交通涡流制动器(Eddy Current Brake,ECB)制动力的问题,提出一种三维电磁模型,并对其制动性能受不同参数的影响进行分析.首先,采用等效磁路法和麦克斯韦方程组推导出静态气隙磁密的表达式.分析横向边缘效应对制动力的影响,推导出导体板电导率修正系数的表达式.建立等效涡流密度模型,推导出气隙磁密和涡流密度的表达式.然后,分析纵向边端效应对制动力的影响,推导出附加气隙磁密的表达式,并结合涡流密度与气隙磁密之间的关系推导出制动力的表达式.最后,根据上海TR-08型高速磁浮列车ECB的设计参数搭建三维有限元模型来验证三维电磁模型的准确性,应用三维电磁模型分析不同参数对制动性能的影响.研究结果表明:三维电磁模型与三维有限元模型计算结果的最大误差为5.18%,平均误差为2.35%,验证了三维电磁模型的准确性;制动力随速度增加而先增大后减小,其变化曲线具备线性、临界、衰减和平缓4种特征,附加制动力随速度增加而增大;适当加宽导体板能有效削弱横向边缘效应的影响;制动力随励磁绕组安匝和初级铁芯宽度增加而增大,随导体板的电导率和磁导率及初级极距的增加而先增大后减小;制动力随气隙厚度增加而减小,峰值制动力对应的速度将增大;导体板厚度减小,制动力增长变缓慢;无论是增加气隙厚度,还是减小导体板厚度,均能使制动性能更平稳.
关键词：涡流制动器三维电磁模型有限元法制动性能
分类号：U260.357(机车工程)
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 52-62 )
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