永磁制动器弹簧储能操作机构

永磁制动器弹簧储能操作机构

石定良

永磁制动器的工作过程是：旋转永磁体来达到吸持衔铁，带动推杆推开压簧压住的刹车皮；再次转动永磁体，使磁场在内部短接而释放衔铁，刹车皮又被压簧压住曳引轮而停止。

单永磁体制动（转动90度）

b .制动位磁路图 c.运转位磁路图

a.总体图

曳引机要求制动响应时间很短（标准为0.5秒），而永磁制动器只有使用双稳态操作机构才能发挥它的节电优势，因此不能用常规方式来转动永磁体达到制动目的。

双稳态操作时不可避免的会在突然停电时永磁体不能自己返回到制动位置，会造成危险。

为解决这二个问题，专为永磁制动器设计类似断路器的弹簧储能操作机构和欠压保护环节，来满足曳引机拖动的要求。

断路器对合闸和分闸都有时间要求，为了减少拉弧，尤其对分闸时间要求在0.3秒以下。合、分闸也是转动动触头的动作，与转动永磁制动器的永磁体动作一样。制动器的动作只需要朝一个方向转动，而断路器需要合、分二个方向转动。较之制动器转动的动作更加复杂。

实践中，断路器的转动动作时间可以用调整储能弹簧的弹性来改变的，那么永磁制动器永磁体转动时间的问题在原理上就有大量应用的断路器的例子在先，应该是不难解决的问题了。

永磁双面制动及弹簧储能操作机构

电磁铁储能轮

储能电机输出

储能弹簧

限位开关主动轮

永磁极转动轮棘轮

图示的是永磁双面制动（与现在电磁铁制动器相应）的弹簧储能操作机构示意图和电原理图。

图中储能电机带动储能轮逆时针运转。储能电机输出轮也是棘轮机构，只能在储能时输出轮带动储能轮顺时针转动，而释能时释能轮逆时针转动不会带动电机轴一起旋转的。这可以将电机到输出轴之间加几级减速器，增加电机输出轮上的力矩，缩小电机功率和体积；在释能时，释能轮顺时针转动时，与释能轮啮合的电机输出轮通过棘轮机构与电机轴部分脱离，不会增加释能轮释能时的阻力。

储能轮是空套在主轮轴上的。它同时拉动弹簧（也可以设计成卷簧，压簧），此时电磁铁必须得电伸出销杆待命，检测电磁铁位置的“电磁铁吸合到位”限位开关常闭节点接通，接通储能电机回路，使电机得电转动，同时继电器J也得电吸合，J接点保持电机回路仍然得电旋转，不因为储能轮转动脱开释能到位限位开关而失电。到储能轮缺口到达时，销杆插入，储能轮被销杆定位。同时左面的“储能轮储能到位”限位开关也被压开，电机停转。储能结束。

需要转动永磁体，也就是转动主轮，只要按下“开”按钮，断开电磁铁，销杆缩回，储能轮在弹簧的拉动下顺时针快速转动，固定在储能轮上的棘爪抵住与主轮同轴的棘轮也跟着储能轮转动，主轮带动二边二个齿轮转动。齿轮是与二个永磁体连为一体的，永磁体也就一起快速转动了。

弹簧释能到右边限位开关处，压合该限位开关，又接通电机回路，储能电机又开始转动储能。回复上面的过程。储能待命。

按“关”，也就是再转动主轮，带动二个永磁体再转动90度，上述过程被重复：即按常闭按钮，断开电磁铁，销杆缩回，储能轮在弹簧的拉动下顺时针快速转动，固定在储能轮上的棘爪抵住与主轮同轴的棘轮也跟着储能轮转动，主轮带动二边二个齿轮转动。齿轮是与二个永磁体连为一体的，永磁体也就一起快速转动了。

弹簧释能到右边限位开关处，压合该限位开关，又接通电机回路，储能电机又开始转动储能。回复上面的过程。储能待命。

在曳引机运转过程中，如果遇上突然停电，检测电压有无的电磁铁失电，销杆缩回，储能轮在弹簧的拉动下顺时针快速转动，固定在储能轮上的棘爪抵住与主轮同轴的棘轮也跟着储能轮转动，主轮带动二边二个齿轮转动。齿轮是与二个永磁体连为一体的，永磁体也就一起快速转动了。弹簧能量迅速使永磁体转动到曳引机刹车位置，完全解决了正常和非正常情况下的制动要求。