Un frein magnétique est un dispositif qui utilise de fortes forces magnétiques pour ralentir un véhicule. Il existe différents types de systèmes de freinage magnétique, y compris ceux qui utilisent des électro-aimants pour actionner les plaquettes de friction traditionnelles et ceux qui exploitent la répulsion magnétique elle-même pour fournir une résistance. Ceux-ci peuvent être trouvés sur une variété de véhicules, des trains aux montagnes russes.
Le type de frein magnétique le plus courant est le frein électromagnétique, dans lequel un courant électrique passe à travers des aimants fixés à une paire de plaquettes de frein. Lorsqu’ils sont attirés les uns par les autres, les aimants serrent les freins sur un disque de frein, ce qui génère une friction pour fournir une puissance de freinage. Il existe plusieurs variantes de cette conception, y compris les freins dits à sécurité intégrée, qui utilisent des aimants permanents très puissants qui sont attirés par défaut. Ce n’est que par un électro-aimant opposé qui les maintient activement séparés qu’ils restent ouverts, donc en cas de panne de courant ou de toute autre urgence, ils s’enclenchent automatiquement.
Un autre type de frein magnétique est connu sous le nom de frein à courants de Foucault – un courant de Foucault étant la forme de résistance que les électro-aimants créent pour ralentir un véhicule. Au lieu d’être simplement la force qui rapproche les plaquettes de friction, dans un frein à courants de Foucault, lorsqu’un courant électrique traverse deux aimants ronds situés de chaque côté d’un disque magnétique, les courants de Foucault résistent au mouvement du disque. Ce type de force est communément appelé induction électromagnétique.
En augmentant ou en diminuant la quantité de courant électrique, la puissance d’arrêt d’un frein à courant de Foucault peut être atténuée en conséquence vers le haut ou vers le bas. Plutôt que des coussinets appuyant plus fort sur un rotor, la force magnétique résistive est amplifiée. Bien qu’il n’y ait pas de contact physique, le processus génère toujours un ralentissement accru, ainsi que de la chaleur, en raison de la résistance. Les systèmes de freinage à courants de Foucault sont principalement utilisés dans les gros véhicules, comme les trains.
Un sous-type de frein à courants de Foucault est connu sous le nom de frein à courants de Foucault linéaire. Au lieu de la conception circulaire normale, les bobines magnétiques sont enroulées autour d’un rail droit. Les bobines alternent entre une charge magnétique positive et négative, donc, lorsqu’elles sont activées, génèrent une résistance et une action de ralentissement. Cette conception est moins largement utilisée que les freins électromagnétiques traditionnels sur les systèmes ferroviaires, mais, dans des endroits comme l’Europe, elle devient de plus en plus courante sur les systèmes ferroviaires à grande vitesse.
Les versions non alimentées de la conception linéaire – qui utilisent à la place des aimants permanents en terres rares – sont le frein de choix sur la plupart des montagnes russes. Comme le savent tous ceux qui ont fait des montagnes russes, ces types non électromagnétiques fonctionnent de manière intermittente et ne peuvent pas être facilement modulés. Cela entraîne des périodes de décélération très brusques et, pour cette raison, ils ne sont pas un choix populaire sur les véhicules plus axés sur le confort, comme les trains.