摘要：随着低地板车与有轨电车技术的大力发展与实际应用，磁轨制动器作为其制动系统中的关键部件之一，为保证在紧急制动或危害制动情况下，列车能在尽可能小的制动距离下停住，出于对列车的运行安全及乘客的人身安全方面考虑，磁轨制动器显得尤为重要。根据磁轨制动器的制动原理，磁轨制动器与钢轨之间的吸附力大小是直接影响着制动效果的。本文主要根据天津阿尔法优联电气有限公司的电磁式磁轨制动器FC63为原型进行介绍，从设计与实践中介绍影响磁轨制动器吸附力大小的因素，为磁轨制动器在设计与实践、试验中提供参考依据。
关键词：电磁式磁轨制动器；FC63；吸附力
引言
磁轨制动器主要应用在低地板车与有轨电车上，伴随着列车运行速度的不断提高的同时，首要考虑的就是列车运行的安全问题，列车在紧急情况的制动距离是安全运行的重要考量指标，由磁轨制动器与钢轨之间吸合而产生摩擦力达到制动效果，即F摩擦=µ×F吸，磁轨制动器与钢轨之间的吸合力（又称吸附力）越大，制动效果越明显。
1 电磁式磁轨制动器介绍
电磁式磁轨制动器（如图1所示为天津阿尔法优联电气有限公司的FC63型磁轨制动器）工作原理：在连接器1上接通磁轨制动器工作电源，线圈4得电后即产生磁场（电生磁原理），磁场在磁轨制动器两侧金属夹板6与金属摩擦靴5之间通过，并在金属夹板6与金属摩擦靴5表面产生电极，从而对下方的钢轨产生吸引力。由于吸引力比较大，磁轨制动器将悬挂弹簧3向下牵引，最终磁轨制动器完全吸附在钢轨上。
止挡结构2为了保证磁轨制动器只在竖向方向运动，限制在其他方向的运动；隔磁板7为了防止两侧摩擦靴5之间的电极互通，防止吸引力减弱。
图1
1连接器；2止挡结构；3悬挂弹簧；4线圈；5金属摩擦靴；6金属夹板；7隔磁板
2 电磁式磁轨制动器吸附力大小的影响因素
电磁式磁轨制动器吸附力大小的影响因素有很多，总体可分为内在因素、外在因素、其他因素三部分。
内在因素包括：电流、线圈匝数、线圈电阻、磁路电阻、磁路面积、金属材质，尺寸要求、安装方式等等。
外在因素包括；零部件的平整度、电源波动、安装工艺、钢轨表面的整洁度与平整度、距钢轨之间的间隙等等。
其他因素包括：海拔高度、温度、湿度、电磁干扰等等。
3 提高电磁式磁轨制动器吸附力大小的设计
针对不同列车的重量、承载大小、列车速度、制动距离等参数，会对安装在车辆上的磁轨制动器吸附力大小有明确要求，同时针对安装位置与尺寸限制对磁轨制动器进行设计。
首先根据用户需求确定吸附力大小，对应换算出其中一侧的摩擦靴上产生的吸附力，由摩擦靴与钢轨之间的接触面积、金属材质的导磁率、磁路长度换算磁感应强度，根据列车提供的电源参数，最终计算出线圈匝数。
由于线圈匝数与整机尺寸、磁路长度之间存在关联，在有限尺寸空间下为确保磁轨制动器吸附力最大，往往需要设计软件的帮助，ANSYS软件能加入3D图纸，对金属线圈进行电磁仿真，仿真结果直接关系最终吸附力大小。
4结语
面对影响磁轨制动器的吸附力大小的因素，设计初一般会做设计冗余，即理论设计磁轨制动器的吸附力大小时要比用户需求的吸附力大，由于磁漏、气息磁阻等因素，实际值会偏小，实际值以最后的测试结果为准。
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论文作者:潘国华,李玉丞,荣强,吴廷章
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/4
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