1.本发明涉及列车制动技术领域，具体而言，涉及一种基于涡流制动的列车制动系统。


背景技术：

2.当大块金属导体放在交变磁场中，金属中的自由电子会受到变化磁场产生的感应电动势的作用，从而在金属中形成涡流状的感应电流，称为涡流。根据楞次定律可知感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，根据这个原理设计的制动装置，为涡流制动。线性涡流制动，是将钢轨作为磁感应体，在转向架两侧的车轮之间装设一个长度条形磁铁，磁铁的n、s极交替配置，极面与钢轨面保持一个小的垂直距离(气隙)。当列车运行时，磁铁与钢轨产生相对运动，通过励磁控制，可在钢轨上感应出涡流并形成制动力。
3.涡流制动装置主要包括：线圈组件、承载梁、支撑臂、传力杆、横向拉杆、悬挂单元等，由线圈组件和承载梁构成电磁铁。
4.由现有实测的线性涡流制动力与速度特性曲线可知，低速时制动力随速度的提高而快速增加，100km/h左右制动力达到最大，此后随速度增加略有减小，但在很大的速度范围(包括很高的速度下)均可发挥近乎恒定的制动力。速度低于50km/h左右时，制动力快速衰减而垂向吸力不断增大，对自身结构和轨道状态有一定影响。由于悬挂电磁铁的承载梁为了能够导磁多选用低碳钢，若因电磁吸力导致产生的形变过大，有可能导致电磁铁和钢轨产生碰擦，造成破坏性后果。因此需要能够确保在低速时，涡流制动力可靠的退出。
5.图2是现有技术单车的涡流制动系统的框图，图中粗线条为能量传递路径，细线条为信号传递路径。当需要施加涡流制动时，制动控制装置(bcu)向涡流制动控制装置(wbcu)发出指令，涡流制动控制装置(wbcu)根据制动力与电流的换算关系向励磁电源(wpcu)发出指令，励磁电源(wpcu)从变流器接收电源输入，并根据指令调节出给定的电流输出至涡流制动装置，从而产生制动力。
6.列车运行时，涡流制动系统中的制动控制装置(bcu)、涡流制动控制装置(wbcu)、励磁电源(wpcu)会采集对应车当前的单车速度，当速度降低至规定速度以下后，将采取以下的策略：
7.制动控制装置(bcu)不再申请涡流制动力；
8.涡流制动控制装置(wbcu)不再向制动控制装置(bcu)发出涡流可用状态和能力；
9.励磁电源(wpcu)不再输出励磁电流。
10.以上的措施基本可以保证低速时可靠的切除涡流制动力。但仍存在以下两个方面问题：
11.1、采用的是单车速度，由于单车速度为采用传感器检测得到的，在列车中的某一车的传感器出现故障时，该车的检测的速度不准确，可能导致本该切除该车的涡流制动但未切除，进而可能导致该车涡流制动装置中的电磁铁和钢轨产生碰擦，造成破坏性后果。
12.2、切除动作仅存在于电气指令层面，没有从能源传输途径进行切除。


技术实现要素：

13.本发明为了解决上述背景技术中的至少一个技术问题，提出了一种基于涡流制动的列车制动系统。
14.为了实现上述目的，本发明提供了一种基于涡流制动的列车制动系统，该系统包括：涡流切除环路以及n套涡流制动系统，其中，列车中的n个车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统，n为大于或等于2并且小于或等于m的整数，m为列车中车辆的总数；
15.所述涡流制动系统包括：制动控制装置、励磁电源、涡流制动装置以及第一断路器，所述励磁电源通过所述第一断路器与所述涡流制动装置连接；
16.所述涡流切除环路包括：中断线和状态线，所述中断线与所述状态线连接，所述中断线上设置有与所述制动控制装置一一对应的n个开关，当任意一个开关处于断开状态时所述状态线处于失电状态；
17.所述第一断路器，用于当所述状态线处于失电状态时，断开所述励磁电源与所述涡流制动装置之间的连接；所述制动控制装置，用于在对应的车辆的速度低于预设值时，控制对应的开关处于断开状态。
18.可选的，所述涡流制动系统还包括：变流器和第二断路器，所述变流器通过所述第二断路器与所述励磁电源连接；
19.所述第二断路器，用于当所述状态线处于失电状态时，断开所述变流器与所述励磁电源之间的连接。
20.可选的，所述第一断路器与所述状态线连接，以通过所述状态线为所述第一断路器供电，当所述状态线处于失电状态时所述第一断路器断开，由此实现断开所述励磁电源与所述涡流制动装置之间的连接。
21.可选的，所述第二断路器与所述状态线连接，以通过所述状态线为所述第二断路器供电，当所述状态线处于失电状态时所述第二断路器断开，由此实现断开所述变流器与所述励磁电源之间的连接。
22.可选的，所述制动控制装置，还用于在对应的车辆的速度大于或等于所述预设值并且对应的开关处于断开状态时，控制对应的开关切换为闭合状态。
23.可选的，所述中断线的一端与电源连接，另一端与所述状态线连接。
24.可选的，所述涡流制动系统还包括：涡流制动控制装置，所述涡流制动控制装置分别与所述制动控制装置和所述励磁电源连接。
25.可选的，所述制动控制装置、所述涡流制动控制装置和所述励磁电源均用于集采对应的车辆的速度。
26.可选的，当对应的车辆的速度低于所述预设值时，所述制动控制装置不再向所述涡流制动控制装置申请涡流制动力，所述涡流制动控制装置不再向所述制动控制装置发出涡流可用状态信息，所述励磁电源不再输出励磁电流。
27.可选的，n等于m-a，其中，列车中除去动力车辆之外的其他车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统，a为列车中动力车辆的数量。
28.本发明的有益效果为：
29.本发明通过设置涡流切除环路，使得列车中任意一个车辆切除涡流制动力时其他车辆也同时切除涡流制动，避免由于单车传感器故障导致本该切除涡流制动力但未切除，
造成破坏性后果的问题。此外，本发明在切除涡流制动力时通过第一断路器断开励磁电源与涡流制动装置之间的连接，从能源传输途径上进行切除，进一步提高了安全性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
31.图1是本发明实施例基于涡流制动的列车制动系统的示意图；
32.图2是现有技术单车涡流制动系统的示意图。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
34.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
36.在本发明一个实施例中，本发明的基于涡流制动的列车制动系统包括：涡流切除环路以及n套涡流制动系统，其中，列车中的n个车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统，n为大于或等于2并且小于或等于m的整数，m为列车中车辆的总数。
37.需要说明的是，本发明的列车由多个车辆(也可以称为车)组成，本发明所述的车辆在乘客的理解中为车厢，但在本领域中，通常将乘客理解的车厢称为车或者车辆。例如，如图1所示，列车包含前车、中间车以及后车多个车辆。
38.在本发明一个实施例中，列车中的部分车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统。本发明的一套涡流制动系统又可以称为单车涡流制动系统，单车指的是一个车辆。
39.在本发明另一个实施例中，列车中的每个车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统，即上述n等于m。
40.在本发明另一个实施例中其中，列车中除去动力车辆之外的其他车辆上分别设置有各自对应的一套涡流制动系统，即n等于m-a，a为列车中动力车辆的数量，动力车辆的数量a通常为1。
41.在本发明一个实施例中，所述涡流制动系统包括：制动控制装置、励磁电源、涡流制动装置以及第一断路器，所述励磁电源通过所述第一断路器与所述涡流制动装置连接。
42.所述涡流切除环路包括：中断线和状态线，所述中断线与所述状态线连接，如图1
所示所述中断线上设置有与所述制动控制装置一一对应的n个开关(图1中的中断)，当任意一个开关处于断开状态时所述状态线处于失电状态。如图1所示，该n个开关在中断线上串联在一起。
43.在本发明一个实施例中，所述中断线和状态线贯穿列车的各车，所述中断线在设置有涡流制动系统的车上设置有开关，该开关与对应车上的制动控制装置连接，制动控制装置用于控制对应的开关的开闭状态。
44.所述制动控制装置，用于在对应的车辆的速度低于预设值时，控制对应的开关处于断开状态。所述第一断路器，用于当所述状态线处于失电状态时，断开所述励磁电源与所述涡流制动装置之间的连接。
45.由此可见，本发明在切除涡流制动力时，从能源传输途径上进行切除，进一步提高了安全性。此外，当n个涡流制动系统中的任意之一切除涡流制动力时，通过本发明涡流切除环路的设置，其他所有涡流制动系统也会同时切除涡流制动力，由此避免由于单车传感器故障导致某车本该切除涡流制动力但未切除，造成破坏性后果的问题。
46.在本发明实施例中，所述预设值可以根据实际情况进行设置，例如可以设置为50km/h。
47.如图1所示，在本发明一个实施例中，所述中断线的一端与电源连接，另一端与所述状态线连接。由此，当中断线中的任意一个开关处于断开状态时，电无法传到状态线中，因此状态线处于失电状态。
48.在本发明一个实施例中，所述涡流制动系统还包括：变流器和第二断路器，所述变流器通过所述第二断路器与所述励磁电源连接。所述第二断路器，用于当所述状态线处于失电状态时，断开所述变流器与所述励磁电源之间的连接。
49.本发明在切除涡流制动力时，还将变流器到励磁电源之间的能源传输途径进行切除，进一步提高了安全性。
50.在本发明一个实施例中，所述第一断路器与所述状态线连接，以通过所述状态线为所述第一断路器供电，当所述状态线处于失电状态时所述第一断路器断开，由此实现断开所述励磁电源与所述涡流制动装置之间的连接。
51.在本发明一个实施例中，所述第二断路器与所述状态线连接，以通过所述状态线为所述第二断路器供电，当所述状态线处于失电状态时所述第二断路器断开，由此实现断开所述变流器与所述励磁电源之间的连接。
52.在本发明中，通过所述状态线为第一断路器和第二断路器进行供电，第一断路器和第二断路器均包含：断开状态和接通状态，当第一断路器和第二断路器通电时，第一断路器和第二断路器均处于接通状态，当第一断路器和第二断路器断电时，第一断路器和第二断路器均处于断开状态。接通状态指的是，断路器视为通路，断开状态指的是，断路器视为断路。
53.在本发明一个实施例中，所述制动控制装置，还用于在对应的车辆的速度大于或等于所述预设值并且对应的开关处于断开状态时，控制对应的开关切换为闭合状态。
54.如图1所示，在本发明一个实施例中，所述涡流制动系统还包括：涡流制动控制装置，所述涡流制动控制装置分别与所述制动控制装置和所述励磁电源连接。
55.在本发明一个实施例中，所述制动控制装置、所述涡流制动控制装置和所述励磁
电源均用于集采对应的车辆的速度。具体的，所述制动控制装置、所述涡流制动控制装置和所述励磁电源通过对应车辆上设置的传感器来进行车辆速度的采集。
56.在本发明一个实施例中，当对应的车辆的速度低于所述预设值时，所述制动控制装置不再向所述涡流制动控制装置申请涡流制动力，所述涡流制动控制装置不再向所述制动控制装置发出涡流可用状态信息，所述励磁电源不再输出励磁电流。
57.由以上实施例可以看出，本发明方案相比现有方案增加了涡流制动退出环路和配套的电气切除设备，与现有方案相比，除了仍然可以通过指令对涡流制动进行切除外，还可以通过电气设备直接切断涡流制动的供电电路，对于切除功能的安全等级提升至少一个级别。可以极大地避免涡流制动装置低速施加对钢轨和转向架带来的伤害问题。
58.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。