渦電流制動 (渦電流制動)은 鐵道 車輛에 利用되는 制動方式의 一種이다.

디스크式 [ 編輯 ]

車軸에 電磁石을 隨伴한 金屬製 디스크를 設置하여, 制動時에는 電磁石으로부터 回轉磁氣場을 發生시켜 渦電流 와 磁氣場이 作用해 힘( 플레밍의 왼손 法則 에 依한 電磁力)을 얻는다. 힘의 方向을 車輪의 回轉을 妨害하는 方向으로 向하게 하여 減速한다.

長點은 모터 非搭載 車輛에도 搭載 可能하고, 非接觸式 制動이므로 브레이크 디스크를 消耗하지 않고 브레이크 패드도 不必要하며, 다른 電動車 의 發展制動 · 回生制動 과 制動力의 均衡化가 쉬운 것 等이 꼽힌다.

反面 强力하고 큰 電磁石 이 必要해 重量이 交流 모터 ( 農形 3床 誘導電動機 )보다 무거워져 車輛 全體 重量 增加(特히 스프링下 質量 의 增加)로 이어지며, 그리고 回生制動과는 反對로 全力을 消費하기 때문에 에너지 節約 側面에서는 欠이 있다는 問題가 있다. 그래서 日本의 鐵道 事業者 JR 東日本 에서는 1994年에 만든 E1係 以後의 신칸센 車輛에는 輕量化를 위해 附隨車에 渦電流式 디스크 制動을 搭載하지 않고 電動車에 새로운 回生制動 制御 方式 을 追加해 回生制動의 制動力을 올림으로써 制動力을 確保하고 있다.

레일式 [ 編輯 ]

電磁石으로 레일 에 渦電流를 發生시켜 制動力을 얻는 方式이다.

原理 [ 編輯 ]

레일 가까이에(7mm 程度) 電磁石을 設置해 制動力이 必要할 때 이를 女子(?磁)하여 自力으로 레일에 渦電流를 發生시켜 制動力을 얻는다. 磁石의 N-S劇을 前後方向으로 늘어놓으면 레일은 N極과 S劇이 서로 接近하듯이 되는데, 이로 인한 自戒 (磁界)의 變化에 따라 레일에 渦電流가 發生, 렌츠의 法則 에 依해 制動力을 얻을 수 있다.

이에 따라 車輛의 運動 에너지 는 레일의 渦電流로 바뀌고, 그렇게 損失된 電流가 最終的으로 熱 에너지 로 變換되어 레일을 데우게 된다.

이 制動의 原理라고 할 수 있는 自戒 속에서 回轉하는 圓盤에 渦電流가 發生하는 現象을 發見한 것은 프랑스 의 레옹 푸코 이다.

特徵 [ 編輯 ]

레일 사이에 物理的 接觸이 없으며 바퀴 에 制輪子 를 接觸시키는 方式도 아니기 때문에 레일·車輪·制輪子 等이 磨耗·破損되는 機械的인 缺損이 發生하지 않는다. 또 騷音 이나 惡臭 等도 만들지 않는다.

다만 低速에서는 效果가 거의 없어 停車시키기 爲한 制動方式으로는 使用할 수 없어 다른 制動手段과 竝用해야 한다. 高速에서는 非常制動 에도 商用制動 에도 利用 可能하다.

EU 의 汎 유럽 高速鐵道에 關한 相互운용성에 對한 技術仕樣(TSI:Technical Specifications for Interoperatibility)에서는 新造되는 高速鐵道 車輛은 반드시 渦電流制動을 裝着할 것을 要求하고 있다. 처음으로 이 方式의 制動裝置를 營業運轉에 投入한 것은 獨逸 의 ICE 3 이다.

다른 方式과의 比較 [ 編輯 ]

渦電流를 利用해 制動力을 얻는다는 點에서는 디스크式 渦電流制動과 同一하지만, 디스크式 渦電流制動은 車軸에 設置한 디스크에 對해 磁石을 設置해 渦電流를 디스크에 發生시키는 것에 反해 레일式 渦電流制動은 레일에 發生시킨다.

때문에 디스크式 渦電流制動은 最終的으로 바퀴 의 레일과 粘着 에 依한 制約을 받아, 剛하게 作動시키면 滑走 狀態가 될 수 있다. 한便, 레일式 渦電流制動은 레일과의 直接 作用에 依한 制動方式이므로 粘着係數의 影響을 받지 않는다. 一般的으로 高速일수록 粘着係數는 낮아지기 때문에, 레일式 渦電流制動이 有利하다.

레일에 磁石을 接近시킨다는 點에서는 電子吸着劑桐 과 비슷하지만 電子吸着劑洞은 磁石을 레일에 接觸시키는 데에 反해 레일式 渦電流制動은 非接觸式이다. 또, 電子吸着劑洞은 레일 左右 方向으로 N-S劇을 配列해 前後方向은 같은 極盛이 되도록 하고 있다. 이는 渦電流에 依한 制動力은 速度에 따라 變化하기 때문에 速度에 依存하지 않는 制動力을 얻기 위해 渦電流 發生을 抑制하기 위함이다. 일부러 渦電流를 發生시켜 制動力을 얻는 레일式 渦電流制動은 極盛의 方向이 다르다.

같이 보기 [ 編輯 ]

• 發展 制動
• 直線型 誘導 電動機