列車平動動能發電制動裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種列車平動動能發電制動裝置，包括列車上裝置和環列車軌道裝置，所述列車上裝置包括列車以及安裝在所述列車上的若干組電磁鐵，所述電磁鐵兩極的連線與所述列車的縱向平行；所述環列車軌道裝置包括環列車軌道設置并供列車穿過的若干節螺線管式閉合導線，所述環列車軌道裝置設置在列車將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、和/或所述列車不得加速通行的下坡道的路段。本發明還公開了一種利用上述裝置進行發電制動的方法。本發明使得能夠在列車有減速、不加速或停止運行需要的路段或車站，將列車的動能直接轉換為電能，實現發電和列車制動。
【專利說明】列車平動動能發電制動裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發電和制動裝置【技術領域】，尤其涉及一種列車平動動能發電制動裝置及方法。
【背景技術】
[0002]1831年，法拉第實驗表明，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有電流產生。這種現象稱為電磁感應現象，所產生的電流稱為感應電流。并總結如下定律:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一閉合電路的磁通量變化率成正比。這就是法拉第電磁感應定律。
[0003]應用電磁感應原理，法國人畢克西次年(1832年)發明了手搖式直流發電機，德國西門子1866年發明了將其它形式能源轉換成轉動機械能進而發電的設備，他們創立了發電機由轉子和定子構成的模式并沿用至今。其中轉子為某種電磁鐵(或永磁鐵)，定子相當于導體線圈閉合電路，通入一定勵磁電流后轉子電磁鐵周圍就具有了磁場，由水輪機、汽輪機、柴油機或其它動力機械驅動轉子轉起來，轉子周圍的磁場相對于定子線圈來說就是一個變動的磁場，定子閉合電路中有了磁通量的變化，定子線圈切割磁感線，在定子電路中產生感應電動勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。于是水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為轉動機械能，再由機械能轉換為電能。
[0004]而水利、風力發電站通常遠離城市，加大了電網建設投資、高壓電纜原材料耗費和電能在長途輸送中的損失；火力發電可靠近城市，但對城市環境空氣污染嚴重；轉子轉動發電的模式須先將其他能量轉化為轉動，再由轉動的機械轉換為電能，兩次能量轉換即兩次能量損失，影響效率。
[0005]列車動能的大小與其重量及速度的平方成正比，而與列車制動相矛盾。與列車重量、速度及制動相關的技術背景概述如下:
[0006]從1814年英國人喬治.斯蒂芬森發明了被稱為“半統靴”的蒸汽機車近兩百年來，鐵路發展史就是一部列車制動技術不斷改進伴隨列車重量和速度不斷提高的歷史。列車制動意即人為地制止列車的運動，包括使列車減速，不加速或停止運行。顯然，列車有效制動為列車重量和速度提高提供了安全保障。
[0007]發展到今天，鐵路現代化的兩個標志“重載和高速”，已達到一定水平。例如:
[0008]重載方面，國外重載列車牽引重量一般為I?3萬噸，美國重載列車編組通常為108輛貨車，牽引重量為13600噸；加拿大典型單元重載列車編組為124輛貨車，牽引重量為16000噸；南非重載列車的牽引重量一般為18500噸?2萬噸；澳大利亞哈默利斯鐵礦鐵路重載列車一般編組為226輛貨車，牽引重量為28000噸；巴西維多利亞-米納斯鐵路標準編組列車為320輛編組，列車牽引重量31000噸。2001年6月21日，澳大利亞在紐曼山-海德蘭鐵路線上，試驗開行了編組達682輛貨車的重載列車，列車總長7353米，牽引重量達99734噸，凈載重為82000噸，創造了重載列車新的試驗記錄。
[0009]高速方面:[0010](I)營業最高速度
[0011]鋼輪式:德國，330km/h，ICE-LGV東歐線；法國，320km/h，TGV-LGV東歐線；日本，300km/h，新干線；中國，300km/h，CRH2-...CRH380武廣、鄭西、滬寧、京滬、滬杭、廣深港；每小時300公里左右的還有:西班牙AVE、意大利TAV、韓國KTX、臺灣高鐵；俄羅斯，240km/h高鐵 Soko1240 ;美國，210km/h，Acela 特快；瑞典，200km/h，X2000 列車；
[0012]磁懸浮式:430km/h中國，上海線。
[0013](2)試驗之最高速度
[0014]鋼輪式:法國，574.8km/h;中國，487.3km/h ;日本，443km/h ;德國，406km/h ;韓國，352.4km/h ;意大利，319km/h ；
[0015]磁懸浮式:日本，581km/h ;德國，501km/h ;據報道中國在研發真空管道磁懸浮列車時速4000公里。
[0016]本領域技術人員都清楚，在向“重載和高速”邁進中的技術瓶頸之一，仍然是列車動能大幅提高帶來的列車制動難題。按現有技術列車制動方式主要有閘瓦制動、盤形制動、磁軌制動、軌道渦流制動、旋轉渦流制功、電阻制動、再生制動、液力制動、逆汽制動等。制動往往需要額外消耗某些能量，再轉化為熱而消散；且在通過摩擦阻力制動過程中列車制動裝置受到一定耗損，帶來安全隱患也加重部件維修更換的成本。

【發明內容】

[0017](一)要解決的技術問題
[0018]本發明要解決的技術問題是:提供一種列車平動動能發電制動裝置及方法，使得能夠在列車有減速、不加速或停止運行需要的路段或車站，將列車的動能直接轉換為電能，實現發電和列車制動。
[0019](二)技術方案
[0020]為解決上述問題，一方面本發明提供了一種列車平動動能發電制動裝置，包括列車上裝置和環列車軌道裝置，所述列車上裝置包括列車以及安裝在所述列車上的若干組電磁鐵，所述電磁鐵兩極的連線與所述列車的縱向平行；所述環列車軌道裝置包括環列車軌道設置并供列車穿過的若干節螺線管式閉合導線，所述環列車軌道裝置設置在列車將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、和/或所述列車不得加速通行的下坡道的路段。
[0021]優選地，所述環列車軌道裝置還包括支撐于所述若干節螺線管式閉合導線外圍的管道樣結構。
[0022]優選地，所述若干組電磁鐵在所述列車上沿列車的縱向前后排列，其中前后相鄰的兩組電磁鐵同極相向設置。
[0023]優選地，所述前后相鄰兩組電磁鐵之間的組間距離長于一節所述螺線管式閉合導線沿列車縱向的長度。
[0024]優選地,每組電磁鐵包括若干個電磁鐵，同組的若干電磁鐵沿列車橫向間隔布置于所述列車的底盤下方和/或列車車體兩側下方。[0025]優選地，所述列車的全部或部分車廂上設有電磁屏蔽裝置，所述電磁鐵設于具有電磁屏蔽裝置的車廂外。
[0026]優選地，所述列車上裝置還包括罩設在所述電磁鐵外部的罩狀物，所述列車上設有控制所述罩狀物打開和閉合的罩狀物控制裝置。
[0027]優選地，所述若干節螺線管式閉合導線沿列車行進方向前后排列，相鄰兩節螺線管式閉合導線之間的節間距離長于所述電磁鐵的長度。
[0028]優選地，所述列車上設有控制電磁鐵的勵磁電源和勵磁電流的大小和方向、被勵磁電磁鐵的數量的電磁鐵控制系統。
[0029]另一方面，本發明還提供了一種利用上述列車平動動能發電制動裝置進行列車平動動能發電制動的方法，包括以下步驟:
[0030]S1:在所述列車將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、或所述列車不得加速通行的下坡道的路段，所述列車即將駛進所述環列車軌道裝置時，接通所述電磁鐵的勵磁電流，所述列車上的電磁鐵形成磁場并高速穿過所述環列車軌道裝置中的所述螺線管式閉合導線；
[0031]S2:所述螺線管式閉合導線內的磁場強度隨著所述列車上電磁鐵的快速穿入或穿出而驟然劇增或銳減，所述螺線管式閉合導線的部分導體不斷做切割磁感線運動，生成感應電動勢；
[0032]S3:所述感應電動勢通過接線端子引出至回路中，產生電流，由電路單元將電能輸出；同時所述列車平動動能因不斷轉化為電能而逐漸減少或消耗，所述列車隨之減速或不加速；
[0033]S4:所述列車通過所述環列車軌道裝置后，切斷所述電磁鐵的勵磁電流，所述電磁鐵上磁性消失，列車正常運行。
[0034](三)有益效果
[0035]本發明的有益效果可從發電和列車減速制動兩方面討論:
[0036]1、發電方面
[0037]本發明利用列車平動運動動能發電，而物體所具有的動能與其質量以及速度的平方成正比。由于在鐵路現代化的過程中，列車在“重載和高速”兩方面已達到一定水平。例如國外重載列車牽引重量一般為I?3萬噸，中外營業最高時速鋼輪式已達到300多公里，磁浮式約400公里，還有繼續提高的趨勢。如果說一列列車的平動動能還不算很大，但一列列車經過和停靠很多城市，大量城市需接發大量列車經過和停靠。從一個城市看，例如中國鄭州，鄭州站平均每不到3分鐘接發客車一列，春運密集時段有統計平均1.67分鐘一列；以上統計僅來自鄭州三個車站之一，不包括其他兩個車站(鄭州北站和鄭州東站)過往的列車，還沒統計經過和停靠的貨車。從世界范圍看，目前各國高速鐵路幾乎都能滿足最小行車間隔時間4分鐘及其以下(日本可達3分鐘)的要求，扣除維修時間4小時，則每天可開行的旅客列車約為280對(560列)...每個城市的具體情況會有一定的差別，初步估算一個交通較為繁忙的大中城市，列車平動動能總合發電量應可供幾十萬、上百萬人口日常用電。如此總合一個國家或地區所有列車停靠城市的發電量，再加上那些列車減速通過的小城鎮和相對“減速”通過的長大下坡道等區段所發電量，總量是可觀的。
[0038]本發明發電地點在在城區或周邊，避免了長途送電沿途的能量損失，長途電纜建設成本，同時對城市空氣、環境無污染，清潔環保，節能。
[0039]對比傳統的發電的模式兩次能量轉換經歷兩次能量損失，本發明從列車平動動能直接轉換為電能，減少了一層能量轉換的損失和所述原動機建造、維護的成本，避免了那些以汽輪機、柴油機等為所述原動機發電對煤炭、燃油等能源的消耗。尤其值得一提的是，本發明用于發電的所述列車平動動能，在鐵路運輸過程中產生，隨列車減速停車而減少歸零，原本是一種將要白白浪費的能量，本發明“廢物利用”用來發電，能量成本可視為零。
[0040]2、列車制動方面
[0041]理論上分析可知，本發明提供的可用于列車制動的能量足夠大，它恰好等于列車所具有的平動動能。當這個動能在發電的過程中全部用完之時，列車的速度歸零，實現停車。
[0042]在向鐵路現代化“重載和高速”發展中，主攻方向之一便是制動技術。“重載和高速”使列車平動動能大幅提高，成為各種傳統制動方式難以克服的重負；但對于本發明來說，“重載和高速”卻是求之不得的，因為對本發明而言列車平動動能大幅提高顯著增加發電能力，同時列車制動能力也平行提高。本發明提供的制動方式并不畏懼列車的“重載和高速”。
[0043]本發明提供的制動方式使列車在較長的大角度下坡路段不加速，使得列車不至于在重力作用下下滑失控，在列車勻速運行中還發了電，所需能量來自與坡段高度有關的重力勢能所轉化的動能。本發明為列車停靠城市車站或減速通過城鎮提供的制動方式節能發電。
[0044]本發明提供的列車制動方式零接觸無摩擦，避免了制動裝置的直接磨損帶來的安全隱患和因此增加的制動裝置維修更換的成本費用，不消耗額外能源反而產生電能，制動力可控(感應電動勢、電磁阻尼等可控)，為鐵路現代化的“重載和高速”提供技術支持。
[0045]綜上所述，本發明使得鐵路和電力系統增加了收益，降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1是本發明理論基礎電磁感應演示實驗示意圖；
[0047]圖2是本發明列車平動動能發電制動裝置橫截面示意圖；
[0048]圖3是本發明列車平動動能發電制動裝置縱截面示意圖；
[0049]圖4為本發明列車平動動能發電制動的步驟流程示意圖；
[0050]其中:1:列車；2:電磁鐵；3:軌道；4:螺線管式閉合導線；5:管道樣結構；6:電磁鐵組間距離；7:螺線管式閉合導線節間距離；8:列車上裝置；9:環列車軌道裝置。
【具體實施方式】
[0051]下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明如下。
[0052]實施例一:
[0053]下面從本發明的原理到具體方案對本發明的裝置進行詳細說明如下:
[0054]A.原理部分:
[0055]1.法拉第電磁感應定律
[0056]如圖1a和圖lb，在把磁棒插入線圈A和再把磁棒從線圈A內拔除的過程中，電流計的指針分別向不同方向發生偏轉，插入或拔出的速度越快，電流計偏轉的角度就越大。如圖lc，用一個通電線圈A’(電磁鐵)代替磁棒重復上述實驗，可以觀察到同樣的現象。圖1d示意磁棒相對于線圈A運動時，線圈導線切割磁感線。實驗表明，穿過閉合電路的磁通量發生變化閉合電路中就有電流產生，感應電動勢的大小跟穿過這一閉合電路的磁通量變化率有關。感應電動勢用ε表示，即ε = ηΔ Φ/Δ?,這就是法拉第電磁感應定律。式中η為線圈匝數，Λ Φ/At為磁通量變化率。
[0057]上述實驗給出了本實施例技術方案的初步設想，即:如果一列車車體上帶有電磁鐵(或永磁鐵)的列車穿過一個大型線圈，線圈中會產生感應電動勢。
[0058]2.楞次定律和能量守恒定律
[0059]楞次定律可以表述為:感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因。在上述實驗里，按照楞次定律，把磁棒插入線圈或從線圈內拔出時，都必須克服斥力或引力做機械功，實際上，正是這部分機械功轉化成感應電流相關的能量。這顯然符合能量守恒定律。
[0060]由上述定律可以初步設想，列車以其具有的動能穿經大型線圈，線圈中產生一定電能的同時，列車所具有的動能相應減少，表現為列車減速；從理論上分析，按此方案列車所具有的實現制動的能量就是列車所具有的動能，在發電的過程中這個動能全部用完之時，也就是列車速度歸零實現停車之時。這種情況如果發生在城市車站附近，既可發電，也同時達到減速停車的目的。
[0061]3.列車平動動能
[0062]由于列車在做平移運動的同時還有某些部分如輪對等在作與轉動慣量相關的轉動，其結果也促進列車平移運動。所以本實施例中列車帶電磁鐵平動穿過大型線圈的動能，在本實施例中簡稱為列車平動動能，用Ek來表示，則
[0063]Ek = mv2/2+ Σ I ω2
[0064]式中:m-整個列車的質量；
[0065]V-列車運行速度；
[0066]1-回旋部分的轉動慣量；
[0067]ω——回旋部分的角速度。
[0068]根據上面的兩個定律，本實施例利用列車平動動能發電和制動。
[0069]B.具體方案:
[0070]如圖2和圖3所示,本實施例記載了一種列車平動動能發電制動裝置,包括列車上裝置8和環列車軌道裝置9，所述列車上裝置8包括列車I以及安裝在所述列車I上的若干組電磁鐵2，所述電磁鐵2兩極的連線與所述列車I的縱向平行；所述環列車軌道裝置包括環列車軌道3設置并供列車I穿過的若干節螺線管式閉合導線4，所述環列車軌道裝置設置在列車I將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、和/或所述列車I不得加速通行的下坡道的路段。
[0071]其中，所述電磁鐵2在所述列車I車體上安裝固定牢固，使所述電磁鐵2受到與所述列車I前進方向相反的阻力時，可起到制動作用。
`[0072]在本實施例中，所述環列車軌道裝置還包括支撐于所述若干節螺線管式閉合導線4外圍的管道樣結構5。所述管道樣結構5用以固定、支撐、保護、遮蔽所述螺線管式閉合導線4組合；所述管道樣結構5略長于所述螺線管式閉合導線4組合，故其亦遮蔽在所述螺線管式閉合導線4組合兩端之外的部分所述列車軌道3之上。
[0073]在本實施例中，所述列車I包括鋼輪式列車和磁懸浮式列車中的一種或多種。所述列車包括貨車和客車中的一種或多種。[0074]在本實施例中，所述電磁鐵2為在條形鐵芯的外部纏繞導電繞組構成，其磁感線特性與條形磁鐵相似，在所述線圈兩端磁感線漸彎曲向外。
[0075]在本實施例中，所述若干組電磁鐵2在所述列車I上沿列車I的縱向前后排列，其中前后相鄰的兩組電磁鐵2同極相向設置，即前后相對的兩電磁鐵2以N極對N極，S極對S極為宜。
[0076]在本實施例中，所述前后相鄰兩組電磁鐵2之間的組間距離6長于一節所述螺線管式閉合導線4沿列車縱向的長度。
[0077]在本實施例中，每組電磁鐵2包括若干個電磁鐵2,但不宜在所述列車I車體同一節段過于均勻地環形分布，以同組的若干電磁鐵2沿列車I橫向間隔布置于所述列車I的底盤下方和/或列車I車體兩側下方分別為佳。
[0078]在本實施例中，所述列車I的全部或部分車廂上設有電磁屏蔽裝置，優選地，所述電磁鐵2設于具有電磁屏蔽裝置的車廂外。
[0079]在本發明的其它實施例中，對于尚無良好屏蔽設施的貨車，可全列貨車或部分節段貨車上設有所述電磁鐵2 ;當設有所述電磁鐵2的貨車運輸有某些對電磁場敏感的物品時，該物品可存放在所述貨車中對電磁場屏蔽良好的隔間內；對于尚無良好屏蔽設施的客車，可僅將所述客車后部行李車車廂設置所述電磁鐵2，所述電磁鐵2在其上可更為密集地排列。
[0080]在本實施例中，所述列車上裝置8還包括罩設在所述電磁鐵2外部的罩狀物(圖2和圖3中未示出)，所述列車I上設有控制所述罩狀物打開和閉合的罩狀物控制裝置。所述電磁鐵2平時被罩狀物遮擋以防雨打日曬，所述罩狀物可在罩狀物控制裝置的控制下開啟或關閉，所述罩狀物開啟時所述電磁鐵2暴露，所述罩狀物關閉時所述電磁鐵2被保護遮擋。
[0081]在本實施例中，所述若干節螺線管式閉合導線4沿列車I行進方向前后排列，其中每節所述螺線管式閉合導線4由多匝線圈構成，相鄰兩節螺線管式閉合導線4之間的節間距離7長于所述電磁鐵2的長度。所述帶電磁鐵2的列車I從所述螺線管式閉合導線4中穿過時，因螺線管式閉合導線4內磁通量發生變化而產生的感應電動勢，通過接線端子引出。
[0082]本實施例中，所述列車I上設有控制電磁鐵2的勵磁電源和勵磁電流的大小和方向、被勵磁電磁鐵2的數量的電磁鐵2控制系統。其中所述電磁鐵2磁性的有無可以用通、斷勵磁電流控制，磁性的大小可以用勵磁電流的強弱和/或線圈的匝數來控制，磁極可以由改變電流的方向來控制。
[0083]由于所述電磁鐵2繞組線圈的匝數、所述電磁鐵2在所述列車I車體上安裝固定的數量、所述電磁鐵2的組數、所述電磁鐵2勵磁電流的大小、被勵磁電磁鐵2的數量，以及所述螺線管式閉合導線4組合中每節所述螺線管式閉合導線4線圈匝數和導線本身總長度、所述螺線管式閉合導線4的節數等與感應電動勢產生的大小有關；所述電磁鐵2在所述帶電磁鐵2列車I車體上安裝固定的部位、所述電磁鐵2組間距離、所述電磁鐵2勵磁電流的方向，以及所述螺線管式閉合導線4組合中每節所述螺線管式閉合導線4線圈纏繞方向、所述螺線管式閉合導線4的節數、每節所述螺線管式閉合導線4的螺線管長度、各節所述螺線管式閉合導線4的節間距離等與感應電動勢產生的方向和頻率有關；與感應電動勢產生的大小有關的各項參數亦與列車I制動力的大小有關。因此，本實施例中，優選地，所述列車平動動能發電制動裝置中所述列車上裝置8與所述環列車軌道裝置9相匹配，即所述電磁鐵2繞組線圈的匝數、所述電磁鐵2在所述帶電磁鐵2列車I車體上安裝固定的部位和數量、所述電磁鐵2的組數和組間距離、所述電磁鐵2勵磁電流的大小和方向、被勵磁電磁鐵2的數量等等參數，與所述螺線管式閉合導線4組合中每節所述螺線管式閉合導線4線圈纏繞方向和匝數、所述螺線管式閉合導線4的節數、每節所述螺線管式閉合導線4的螺線管長度和導線本身總長度、各節所述螺線管式閉合導線4的節間距離等等參數相匹配，以使所述帶電磁鐵2列車I穿經所述螺線管式閉合導線4，更好的實現發電和制動。
[0084]本實施例中，所述列車I還可以保留有某些傳統制動方式，必要時與列車平動動能發電制動裝置協同使用，或用于緊急制動。
[0085]實施例二:
[0086]如圖4所示，本實施例記載了一種利用上述列車平動動能發電制動裝置進行列車平動動能發電制動的方法，包括以下步驟:
[0087]S1:在所述列車I將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、或所述列車I不得加速通行的下坡道的路段時，所述列車I 一旦進入所述管道樣結構5的端部，罩狀物控制裝置即控制罩設在所述電磁鐵2外的罩狀物開啟，使得所述電磁鐵2暴露，同時所述電磁鐵2控制系統接通電磁鐵的勵磁電流，所述列車I上的所述電磁鐵2形成磁場并高速穿過所述螺線管式閉合導線4;
[0088]S2:所述螺線管式閉合導線4內的磁場強度隨著所述列車I上電磁鐵2的快速穿入或穿出而驟然劇增或銳減，所述螺線管式閉合導線4的部分導體不斷做切割磁感線運動，生成感應電動勢；
[0089]其中，由于所述電磁鐵2組間距離略長于每節所述螺線管式閉合導線4的螺線管長度，所述螺線管式閉合導線4節間距離略長于所述電磁鐵2的長度，使所述螺線管式閉合導線4組合中一節節螺線管式閉合導線4內的磁場強度隨著一組組電磁鐵2快速穿入和穿出而有序地驟然劇增和驟然銳減；
[0090]S3:所述感應電動勢通過接線端子引出至回路中，產生電流，由電路單元(整流、變流、變頻、變壓)將電能輸出；同時所述列車I平動動能因不斷轉化為電能而逐漸減少或消耗，所述電磁鐵2所承受的與所述列車I運行方向相反的阻力成為制動力，所述列車I隨之減速或不加速；其中，所述列車I在斜度大、距離長的下坡路段，雖受到重力勢能作用而不加速；在需要減速通過或進站停靠路段，所述列車I減速或者停止；
[0091]S4:所述列車I通過所述管道樣結構后，罩狀物控制裝置控制所述罩狀物關閉，使得所述電磁鐵2被保護遮擋，切斷所述電磁鐵的勵磁電流，所述電磁鐵上磁性消失，列車I正常運行。
[0092]其中與將要停靠城市的列車I對比，那些將要減速通過城市的列車I或在通過長大下坡路段時不加速的列車1，在所述管道樣結構5內使用的勵磁電流相對較小或/和所述電磁鐵2勵磁數量相對較少，而且相應路段所述管道樣結構5中所述螺線管式閉合導線4的節數也相對較少，發電量和制動力亦相對較小。
[0093]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，包括列車上裝置和環列車軌道裝置，所述列車上裝置包括列車以及安裝在所述列車上的若干組電磁鐵，所述電磁鐵兩極的連線與所述列車的縱向平行；所述環列車軌道裝置包括環列車軌道設置并供列車穿過的若干節螺線管式閉合導線，所述環列車軌道裝置設置在列車將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、和/或所述列車不得加速通行的下坡道的路段。
2.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述環列車軌道裝置還包括支撐于所述若干節螺線管式閉合導線外圍的管道樣結構。
3.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述若干組電磁鐵在所述列車上沿列車的縱向前后排列，其中前后相鄰的兩組電磁鐵同極相向設置。
4.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述前后相鄰兩組電磁鐵之間的組間距離長于一節所述螺線管式閉合導線沿列車縱向的長度。
5.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，每組電磁鐵包括若干個電磁鐵，同組的若干電磁鐵沿列車橫向間隔布置于所述列車的底盤下方和/或列車車體兩側下方。
6.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述列車的全部或部分車廂上設有電磁屏蔽裝置，所述電磁鐵設于具有電磁屏蔽裝置的車廂外。
7.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述列車上裝置還包括罩設在所述電磁鐵外部的罩狀物，所述列車上設有控制所述罩狀物打開和閉合的罩狀物控制裝置。
8.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述若干節螺線管式閉合導線沿列車行進方向前后排列，相鄰兩節螺線管式閉合導線之間的節間距離長于所述電磁鐵的長度。
9.如權利要求1所述的列車平動動能發電制動裝置，其特征在于，所述列車上設有控制電磁鐵的勵磁電源和勵磁電流的大小和方向、被勵磁電磁鐵的數量的電磁鐵控制系統。
10.一種利用權利要求1-9中任一項所述的列車平動動能發電制動裝置進行列車平動動能發電制動的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:在所述列車將要停靠或減速通過的車站進站前的路段、或所述列車不得加速通行的下坡道的路段，所述列車即將駛進所述環列車軌道裝置時，接通所述電磁鐵的勵磁電流，所述列車上的電磁鐵形成磁場并高速穿過所述環列車軌道裝置中的所述螺線管式閉合導線.S2:所述螺線管式閉合導線內的磁場強度隨著所述列車上電磁鐵的快速穿入或穿出而驟然劇增或銳減，所述螺線管式閉合導線的部分導體不斷做切割磁感線運動，生成感應電動勢； S3:所述感應電動勢通過接線端子引出至回路中，產生電流，由電路單元將電能輸出；同時所述列車平動動能因不斷轉化為電能而逐漸減少或消耗，所述列車隨之減速或不加速； S4:所述列車通過所述環列車軌道裝置后，切斷所述電磁鐵的勵磁電流，所述電磁鐵上磁性消失，列車正常運行。
【文檔編號】B61K7/10GK103448750SQ201210175358
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】王力豐 申請人:王力豐