Was ist eine Wirbelstrombremse?

Eine Wirbelstrombremse ist eine Art Bremsmechanismus, der typischerweise für Züge und Achterbahnen verwendet wird. Dieser Bremsmechanismus verwendet einen Prozess der elektromagnetischen Induktion, um ein Phänomen zu erzeugen, das als Wirbelströme bekannt ist. Diese Wirbelströme erzeugen einen wärmeerzeugenden Widerstand, der verwendet wird, um Bremsleistung für ein Fahrzeug bereitzustellen. Beim Bremsvorgang setzt ein Elektromagnet die Metallräder eines Zuges einem Magnetfeld aus, das Wirbelströme in den bewegten Rädern erzeugt. Durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und den erzeugten Wirbelströmen wird den Rädern genügend Widerstand entgegengebracht, um die Geschwindigkeit des Zuges zu reduzieren. Der von einer Wirbelstrombremse erzeugte Widerstand nimmt bei höheren Geschwindigkeiten zu und bei niedrigeren Geschwindigkeiten ab, um eine allmähliche Bremswirkung zu erzeugen.

Wirbelstrombremsmechanismen, die für Züge verwendet werden, verschleißen im Laufe der Zeit nicht, da sie keinen physischen Kontakt mit den Schienen haben. Obwohl diese Art von Bremse bei niedrigeren Geschwindigkeiten wirkungslos ist, ist sie bei höheren Geschwindigkeiten sowohl für normale als auch für Notbremsungen sehr zuverlässig. Diese Art von Bremssystem kann entweder rotierend oder linear sein. Eine rotierende Wirbelstrombremse funktioniert wie ein Elektromotor, wobei ein rotierender Rotor und eine stationäre Spule verwendet werden, um den für die Bremsleistung erforderlichen Widerstand bereitzustellen. Lineare Versionen dieser Bremsen erzeugen ein Magnetfeld um die Schienen, auf denen der Zug fährt, um einen Bremswiderstand zu schaffen.

Regenerative Bremsen ähneln Wirbelstrombremsen, unterscheiden sich jedoch deutlich im Energieeinsatz. Die gesamte bei einem solchen Bremssystem verbrauchte Energie geht während des eigentlichen Bremsvorgangs verloren. Regenerative Bremsen nutzen nicht nur die Bewegung der Räder, um bei Bremsmanövern Energie zu erzeugen; Sie nutzen diese Bewegung auch, um Energie zurückzugewinnen, die erzeugt wird, wenn der Zug nicht bremst. Diese zurückgewonnene Energie kann für eine spätere Verwendung gespeichert oder gleichzeitig mit ihrer Produktion verwendet werden.

Achterbahnen verwenden manchmal eine lineare Version der Wirbelstrombremse, um das Fahrzeug am Ende der Fahrt zu stoppen. Die häufigste Konfiguration verwendet dicke Kupferplatten, die an den Seiten der Achterbahn befestigt sind. Wenn das Fahrzeug das Ende seiner Fahrt erreicht, passieren diese Platten zwischen einem Satz starker Magnete, die dauerhaft an den Schienen des Gleises befestigt sind. Wenn die Platten zwischen dem Magnetfeld vorbeilaufen, wird ein Widerstand erzeugt, wodurch eine Bremswirkung auftritt. Ein Mechanismus ähnlich einer Wirbelstrombremse wird in bestimmten Arten von Elektrowerkzeugen wie Bohrmaschinen und Kreissägen verwendet, um bewegliche Teile schnell zum Stillstand zu bringen.