雙環(huán)外桶復(fù)式同步渦流制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)分析

杜薇薇，崔世軒，黎 莎，王心哲，王延平

(大連工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 大連 116034)

0 引 言

列車速度的不斷提高，極大促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展與民生改善，同時(shí)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的性能也提出了較高的要求，比如高鐵速度提升一倍，制動(dòng)功率需要提升8倍[1]。目前高速列車的拖動(dòng)技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)時(shí)速700 km/h，但是由于制動(dòng)技術(shù)的限制，超高速列車在現(xiàn)實(shí)生活中尚無(wú)法應(yīng)用。在列車的運(yùn)行起動(dòng)、正常運(yùn)行、制動(dòng)階段中，制動(dòng)階段的運(yùn)行狀況最為惡劣，特別是緊急剎車、緊急減速時(shí)，常常導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生，而列車制動(dòng)過(guò)程中壓縮力和沖擊力是造成惡性事故的根源。出現(xiàn)壓縮力的主要原因是制動(dòng)波的傳播速度慢，后面車廂對(duì)前面車廂產(chǎn)生極大的擠壓力；出現(xiàn)沖擊力的原因是由于各車廂的質(zhì)量不同，在制動(dòng)過(guò)程中慣性的差異導(dǎo)致各車廂的單位制動(dòng)力不等，從而在車鉤之間產(chǎn)生巨大的沖擊力。當(dāng)壓縮力與沖擊力疊加，會(huì)對(duì)部分車廂產(chǎn)生幾百甚至上千噸的總壓縮力，破壞車廂從而導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。

本研究提出一種高速列車的同步制動(dòng)法，并依此設(shè)計(jì)一種寬速度、大制動(dòng)力、低能耗、同步性極佳的同步渦流制動(dòng)機(jī)。

1 現(xiàn)有的制動(dòng)技術(shù)和制動(dòng)方式

目前高速列車的制動(dòng)方式總體分為兩類：接觸制動(dòng)和無(wú)接觸制動(dòng)。

1.1 接觸制動(dòng)

接觸制動(dòng)可分為空氣制動(dòng)和磁軌制動(dòng)，空氣制動(dòng)又可分為閘瓦摩擦制動(dòng)和盤型摩擦制動(dòng)，制動(dòng)力的傳導(dǎo)都是通過(guò)空氣壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。

閘瓦摩擦制動(dòng)采用瓦輪接觸摩擦制動(dòng)原理，因此存在可控精度差、同步性不高、響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)，從而引發(fā)的制動(dòng)事故相對(duì)較多。盤形摩擦制動(dòng)通過(guò)推動(dòng)制動(dòng)夾鉗使閘片夾緊裝固在車軸或車輪輻板上的制動(dòng)圓盤，使閘片與制動(dòng)圓盤間產(chǎn)生摩擦，把動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，達(dá)到制動(dòng)的目的。優(yōu)點(diǎn)是將輪對(duì)踏面與閘瓦間的摩擦轉(zhuǎn)換為閘片與制動(dòng)盤間的摩擦，適合于高速列車使用；缺點(diǎn)是制動(dòng)介質(zhì)傳遞速度慢，高速下存在安全隱患。目前，我國(guó)的高速動(dòng)車組、日本的新干線系列、法國(guó)的TGV以及德國(guó)的ICE高速動(dòng)車組基本都采用了這種制動(dòng)方式作為其聯(lián)合制動(dòng)方式之一[2-3]。

磁軌制動(dòng)通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)向架下的電磁鐵在通電勵(lì)磁后產(chǎn)生磁力，在磁力作用下與鋼軌產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)是屬于非黏著制動(dòng)，制動(dòng)力不受輪軌黏著系數(shù)的影響；缺點(diǎn)是對(duì)鋼軌磨損較大，且制動(dòng)力不易調(diào)節(jié)。

1.2 無(wú)接觸制動(dòng)

無(wú)接觸制動(dòng)包含再生制動(dòng)與渦流制動(dòng)，渦流制動(dòng)又可分為旋轉(zhuǎn)盤渦流制動(dòng)和線型渦流制動(dòng)。再生制動(dòng)是將牽引電機(jī)變成發(fā)電機(jī)，把列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)接觸網(wǎng)反饋回電網(wǎng)。起初的再生制動(dòng)是用在長(zhǎng)而陡的路況下(坡長(zhǎng)10 km以上、坡度為2%～4%)，作為限速的手段來(lái)使用的。其適用條件是轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)才產(chǎn)生效用，如式(1)所示。

n=n1-Δn

(1)

式中：n1為同步轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)速。

起初的再生制動(dòng)動(dòng)能回饋一般小于5%。當(dāng)前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)可以改變同步轉(zhuǎn)速，從而使動(dòng)能回饋效率接近60%，同步轉(zhuǎn)速計(jì)算如式(2)所示。

(2)

式中：f為電流頻率，p為磁極對(duì)數(shù)。

再生制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)列車制動(dòng)的同時(shí)，還可以向電網(wǎng)回饋電能[4-5]；缺點(diǎn)是對(duì)變頻器進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)時(shí)的技術(shù)要求較高，費(fèi)用較高。

線型渦流制動(dòng)是將電流勵(lì)磁S-N陣列安裝在輪軸盤架上，與鋼軌保持一定的氣隙。線圈通電后，電磁鐵與鋼軌相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在鋼軌中產(chǎn)生渦流。渦流與線圈主磁場(chǎng)作用產(chǎn)生切向分力，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)[6]。優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力為非黏附力，減小制動(dòng)距離；缺點(diǎn)是耗電大，成本高。

旋盤渦流制動(dòng)是將制動(dòng)盤安裝在車軸上，將勵(lì)磁盤安裝在轉(zhuǎn)向架下，渦流盤和勵(lì)磁盤間有氣隙(一般為10 mm左右)。當(dāng)加載勵(lì)磁電流、制動(dòng)盤隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)切割勵(lì)磁磁場(chǎng)時(shí)在盤內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流與勵(lì)磁主磁場(chǎng)相排斥，從而形成制動(dòng)力，渦流轉(zhuǎn)化為熱量。日本新干線和德國(guó)ICE3均采用了此項(xiàng)技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是在很大的速度范圍內(nèi)制動(dòng)力具有平坦的特性。但由于氣隙較大，且輪盤尺寸有限，要想獲得足夠的制動(dòng)力，所消耗的電流過(guò)大[7-10]。

我國(guó)高速列車采用再生制動(dòng)為主、盤形摩擦制動(dòng)為補(bǔ)充的聯(lián)合制動(dòng)系統(tǒng)。一般再生制動(dòng)在列車運(yùn)行50 km/h以上使用，50 km/h以下采用盤形摩擦制動(dòng)[11-12]。由于盤形摩擦制動(dòng)是通過(guò)閘片與制動(dòng)盤間的摩擦實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，我國(guó)一列動(dòng)車組一年需更換剎車片3～4次，而國(guó)外對(duì)剎車片技術(shù)一直嚴(yán)格封鎖，中國(guó)50%的摩擦片被德國(guó)的克諾爾公司壟斷，在使用中磨耗大、費(fèi)用高[13]。

通過(guò)比較各種制動(dòng)技術(shù)和目前高速列車的制動(dòng)系統(tǒng)，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步制動(dòng)。綜合幾十年列車速度不斷提高的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，車速越高列控自走(由于慣性、風(fēng)力等原因列車在制動(dòng)過(guò)程中的滑行狀態(tài))的制動(dòng)模式優(yōu)勢(shì)越明顯，已經(jīng)形成行業(yè)的常識(shí)性共識(shí)，即制動(dòng)分散到每節(jié)車廂同步控制。在此共識(shí)下，來(lái)分析討論最佳制動(dòng)模式，研制最適合的制動(dòng)技術(shù)裝備，才能在技術(shù)應(yīng)用上承上啟下。

2 雙環(huán)外桶復(fù)式同步渦流制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1 同步制動(dòng)系統(tǒng)提案

由于空氣的傳遞速度慢，機(jī)械制動(dòng)中存在著充氣、放氣等因素，導(dǎo)致各車廂之間的制動(dòng)機(jī)不同步，在高速下易失控。傳統(tǒng)渦流制動(dòng)機(jī)不論是內(nèi)桶渦流制動(dòng)機(jī)還是盤形渦流制動(dòng)機(jī)，存在散熱性能差和勵(lì)磁消耗功率大的缺陷。目前運(yùn)行的高速動(dòng)車組采用再生制動(dòng)與盤形摩擦制動(dòng)(接觸制動(dòng))的混合制動(dòng)方式。列車運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)既要完成列車牽引又要進(jìn)行高速制動(dòng)，電機(jī)長(zhǎng)期處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且制動(dòng)過(guò)程是電機(jī)運(yùn)行的最惡劣狀態(tài)，嚴(yán)重影響電機(jī)的使用壽命，也是高鐵成本居高不下的原因之一。此外，另一主要缺陷是中速以下無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步制動(dòng)，即動(dòng)車帶動(dòng)拖車進(jìn)行制動(dòng)，且在電、機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)存在失控區(qū)。

基于制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)高速列車安全性能的影響，為實(shí)現(xiàn)高速下同步制動(dòng)、提高高速列車的運(yùn)能的目的，提出一種同步制動(dòng)的提案。該提案將桶形渦流制動(dòng)與盤形摩擦制動(dòng)合二為一，設(shè)計(jì)研制了同步渦流制動(dòng)機(jī)。外桶形渦流制動(dòng)用于高速下快速制動(dòng)，并將速度降至約5 km/h及更低速度后采用盤形摩擦制動(dòng)(目前高鐵一般降至50 km/h就開始采用盤形摩擦制動(dòng))，實(shí)現(xiàn)低速下目的停車。該提案集合了渦流制動(dòng)和盤形摩擦制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可用于限速、緊急制動(dòng)、正常制動(dòng)等多種制動(dòng)狀態(tài)，可提高制動(dòng)的安全性、降低高速列車制動(dòng)的運(yùn)營(yíng)成本，如圖1所示。

圖1 同步制動(dòng)系統(tǒng)提案Fig.1 A system proposal of synchronous braking

2.2 結(jié)構(gòu)與原理

為滿足高速列車最佳制動(dòng)功能需求，研制了一種雙環(huán)外桶復(fù)式同步渦流制動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱SWFTWZ(S—三層雙環(huán)，W—外桶，F(xiàn)—雙環(huán)復(fù)式，T—同步，W—渦流，Z—制動(dòng)機(jī))，如圖2所示。

1.制動(dòng)盤;2.外渦流圓桶;3.勵(lì)磁線圈;4.磁極鐵芯;5.絕緣墊圈;6.定子磁軛;7.空心軸;8.輪軸;9.鍵;10.旋轉(zhuǎn)端蓋;11.外軸承;12.內(nèi)軸承;13.內(nèi)環(huán)止口圖2 SWFTWZ結(jié)構(gòu)圖及A-A向剖視圖Fig.2 The structure diagram of SWFTWZ and section view of A-A

制動(dòng)盤安裝在輪軸上，其中制動(dòng)盤兩端為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，位于制動(dòng)盤兩端的輪軸上的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，從而消除兩側(cè)產(chǎn)生的剪切力。位于制動(dòng)盤兩端的輪軸上均套裝有空心軸，輪軸與空心軸通過(guò)連接鍵連接?？招妮S上套裝有定子磁軛，定子磁軛兩端均安裝有內(nèi)軸承，內(nèi)軸承安裝在定子磁軛與空心軸之間的軸承室內(nèi)，通過(guò)內(nèi)軸承使所述空心軸與定子磁軛之間留有間隙。定子磁軛上套裝有外渦流圓桶，外渦流圓桶一端安裝在制動(dòng)盤的內(nèi)環(huán)止口內(nèi)，另一端與旋轉(zhuǎn)端蓋相連，通過(guò)內(nèi)環(huán)止口保證制動(dòng)盤兩端的外渦流圓桶在制動(dòng)盤上的精度、同心度以及牢固度。旋轉(zhuǎn)端蓋套裝在定子磁軛上，定子磁軛與旋轉(zhuǎn)端蓋之間安裝有外軸承。空心軸與定子磁軛之間設(shè)置有磁極鐵芯，磁極鐵芯安裝在定子磁軛上，磁極鐵芯與外渦流圓桶之間留有間隙。磁極鐵芯上安裝有勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈與定子磁軛之間安裝絕緣墊圈。SWFTWZ原理驗(yàn)證樣機(jī)及其尺寸如圖3所示。

圖3 SWFTWZ樣機(jī)及尺寸Fig.3 The prototype and size diagram of SWFTWZ

綜上所述，SWFTWZ樣機(jī)采用機(jī)、電、磁一體化的設(shè)計(jì)方法，其結(jié)構(gòu)為“外轉(zhuǎn)子渦流圓桶—中定子—內(nèi)轉(zhuǎn)軸空心軸”運(yùn)行的三層結(jié)構(gòu)。在運(yùn)行過(guò)程中，渦流圓桶與輪對(duì)同步旋轉(zhuǎn)，切割主磁極產(chǎn)生的磁力線在圓桶內(nèi)產(chǎn)生渦流。渦流與主磁通相互作用，產(chǎn)生與輪對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的力矩，完成制動(dòng)的過(guò)程。

SWFTWZ設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：(1)SWFTWZ外圓桶進(jìn)行散熱，可實(shí)現(xiàn)對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射三者散熱方法同步進(jìn)行，散熱性能更好。(2)由于制動(dòng)力矩與主磁通有關(guān)，即與勵(lì)磁電流有關(guān)，所以控制勵(lì)磁電流即可控制力矩，實(shí)現(xiàn)單位制動(dòng)力相等的目的，進(jìn)而減小車廂間的沖擊力。(3)由于可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的可變控制，SWFTWZ可將列車減速至更低速度后再采用盤形摩擦制動(dòng)，大大降低摩擦損耗。(4)SWFTWZ的桶形結(jié)構(gòu)同心度高，磁通路中的空氣間隙小(可做到2 mm)，所以磁通路中的勵(lì)磁損耗小，無(wú)須大功率輸入勵(lì)磁電流，減少耗能。(5)由于轉(zhuǎn)向架下方到鋼軌的空間有限，SWFTWZ的桶形設(shè)計(jì)減小了徑向尺寸和整體的幾何尺寸，滿足了空間有限的要求。從而，SWFTWZ可同時(shí)固定在每節(jié)車廂的輪軸上，結(jié)合傳感技術(shù)，可大大減小各車廂之間由于不同步制動(dòng)和單位制動(dòng)力不等而產(chǎn)生的巨大總壓縮力和沖擊力，消除了制動(dòng)中的空走及隱患。(6)機(jī)、電、磁一體的復(fù)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)省去了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使制動(dòng)效率提高，并減少了整個(gè)制動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。

2.3 系統(tǒng)力學(xué)參數(shù)及性能

以高速列車的制動(dòng)過(guò)程為分析順序，估算列車在運(yùn)行中SWFTWZ的制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離、摩擦損耗，并與現(xiàn)行的高速列車制動(dòng)要求進(jìn)行對(duì)比。

2.3.1 制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)距離估算

由于車輛的重力作用，產(chǎn)生車輛輪軌之間的黏附力。黏附力是實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的關(guān)鍵，除了與車輛質(zhì)量有關(guān)，還與黏著系數(shù)有關(guān)。黏著系數(shù)公式是基于大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)而成，根據(jù)我國(guó)鐵道部鐵科院提出的黏著系數(shù)(ψ)計(jì)算公式對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行半算。

(3)

其中ψ是速度的函數(shù)，其取值采用交通部標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 黏著系數(shù)關(guān)于速度的函數(shù)取值Tab.1 ψ values of velocity function

路軌黏附力是制動(dòng)的基礎(chǔ)，且制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力不得大于黏附力(Fa)，否則車輪進(jìn)入抱死滑行狀態(tài)。

Fa=mgψ

(4)

式中：Fa為黏附力，m為列車質(zhì)量，g為重力系數(shù)，ψ為黏著系數(shù)。

一節(jié)列車的質(zhì)量為60～70 t，以質(zhì)量為65 t為例。黏著系數(shù)以CRH380AL動(dòng)車組運(yùn)行速度為250 km/h對(duì)應(yīng)的數(shù)值為例，黏著系數(shù)取值為0.1[14]。由此計(jì)算出黏附力為

Fa=6.37×104N

(5)

列車制動(dòng)過(guò)程中，黏附力轉(zhuǎn)化為軸力，每節(jié)車廂4個(gè)軸，故每個(gè)軸的軸力為

Fr=1.592 5×104N

(6)

每個(gè)軸的制動(dòng)力矩為

MZ=Frr

(7)

式中：MZ為每個(gè)軸的制動(dòng)力矩，F(xiàn)r為每個(gè)軸的軸力，r為車輪半徑。

我國(guó)和諧號(hào)系列告訴動(dòng)車組車輪直徑一般為d=912 mm，則半徑r=456 mm，可得每個(gè)軸的制動(dòng)力矩

MZ=7 261.8 N·m

(8)

要保證非抱死狀態(tài)下正常制動(dòng)，則制動(dòng)開始時(shí)制動(dòng)力矩不能大于7 261.8 N·m。由于每個(gè)軸上有兩個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力矩M′Z要小于等于0.5MZ，取M′Z=3 630 N·m。每節(jié)車廂可以使用8個(gè)渦輪制動(dòng)機(jī)，故總制動(dòng)力為

(9)

減速度(a)與列車質(zhì)量有關(guān)。

(10)

式中：a為列車減速度，F(xiàn)b為總制動(dòng)力，m為列車質(zhì)量。

減速度約為1 m/s，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行動(dòng)車組緊急制動(dòng)中初速度為250 km/h的平均減速度為0.754 m/s[15]，符合標(biāo)準(zhǔn)。列車制動(dòng)的初速度v0為250 km/h(約為70 m/s)為例，由減速度及初速度可求得制動(dòng)時(shí)間約為

(11)

制動(dòng)距離為

(12)

3 200 m為國(guó)內(nèi)現(xiàn)行動(dòng)車組緊急制動(dòng)中初速度為250 km/h的制動(dòng)距離限值[16]。由表1可知速度越小制動(dòng)力矩越大，制動(dòng)能力越強(qiáng)。式(12)的制動(dòng)距離是在最高行駛速度的情況下計(jì)算得出，隨著速度的降低制動(dòng)能力也將增強(qiáng)，所以求得的S為最遠(yuǎn)制動(dòng)距離。2 500 m為規(guī)定的最長(zhǎng)制動(dòng)距離，符合制動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。由于SWFTWZ的勵(lì)磁大小可通過(guò)輸入電流控制，制動(dòng)力大小精準(zhǔn)可控。在實(shí)際制動(dòng)過(guò)程中，可調(diào)節(jié)SWFTWZ的制動(dòng)力隨速度的降低而不斷增大，進(jìn)而制動(dòng)距離將會(huì)更短。

2.3.2 摩擦損耗估算

摩擦耗損與開始采用摩擦制動(dòng)時(shí)的速度有關(guān)，速度越高，摩擦損耗越大。損耗與速度關(guān)系如圖4所示。

圖4 摩擦損耗與速度關(guān)系圖Fig.4 Diagram of friction loss and velocity

摩擦耗損與速度的關(guān)系是一個(gè)下凹曲線，如圖4所示。目前的高鐵運(yùn)行速度為50 km/h左右時(shí)就開始采用摩擦制動(dòng)，而使用SWFTWZ系統(tǒng)可將速度減至5 km/h。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，勵(lì)磁電流在列車速度降至5 km/h時(shí)為最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，所以在列車運(yùn)行5 km/h后采用摩擦制動(dòng)。各制動(dòng)模式對(duì)比如圖5所示。

圖5 SWFTWZ與目前高鐵制動(dòng)模式Fig.5 Braking model of SWFTWZ and the current braking types

二者的耗損比為

(13)

式中：vn為目前高鐵的摩擦速度，km/h；vs為SWFTWZ的摩擦速度，km/h。

取目前的高鐵的摩擦速度50 km/h，SWFTWZ摩擦速度5 km/h，則由上式可以得出高鐵的摩擦耗損是SWFTWZ的100倍。

3 性能比較

對(duì)目前3種傳統(tǒng)制動(dòng)方式和SWFTWZ各方面的性能進(jìn)行比較，由表2比較結(jié)果可知，不論在可控性和安全性上，SWFTWZ都比其他制動(dòng)方式更為優(yōu)越。SWFTWZ采用機(jī)電磁一體化設(shè)計(jì)，SWFTWZ可控性、散熱性、同步性、快速性極佳，可將列車減速至5 km/h后再進(jìn)行摩擦制動(dòng)，有效提升制動(dòng)能力和安全性，極大降低摩擦制動(dòng)產(chǎn)生的成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大編組的目的。

表2 4種制動(dòng)機(jī)性能比較Tab.2 Performances comparison of the four brake types

4 結(jié) 論

本研究所研制的三層結(jié)構(gòu)的圓桶渦流制動(dòng)機(jī)，在機(jī)械設(shè)計(jì)上，利用外圓桶做轉(zhuǎn)子切割磁力線，解決了傳統(tǒng)二層渦流圓桶的散熱問(wèn)題。在電磁應(yīng)用上，可通過(guò)改變電流實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)力的可變控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)列車各車廂之間的同步制動(dòng)和單位制動(dòng)力相等的控制，減小甚至可以消除造成安全隱患的壓縮力和沖擊力，極大地提高了安全性能，進(jìn)而提升列車的運(yùn)能。桶形結(jié)構(gòu)可減小空氣間隙(小于2 mm)，勵(lì)磁電流耗損小，可減小制動(dòng)機(jī)的整體尺寸。該制動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)高速下同步制動(dòng)、低速下目的停車的目的，是高速鐵路制動(dòng)技術(shù)的有效備選方案。

未來(lái)隨著功率半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，金氧半場(chǎng)效晶體管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)等功率器件的工作頻率及負(fù)載特性的不斷提高，從而使勵(lì)磁相應(yīng)速度越來(lái)越快，勵(lì)磁精度越來(lái)越高，渦流制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步被體現(xiàn)出來(lái)，從而所設(shè)計(jì)的SWFTWZ不僅可用于高鐵上，還可用于飛機(jī)著艦等大動(dòng)能、大慣性、高精度的時(shí)變便民系統(tǒng)上。