直线电机地铁车辆
城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件
城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件一、引言城市轨道交通直线电机车辆是一种以直线电机为驱动装置的城市轨道交通工具，它具有高效、环保、安全等优点，在城市快速交通领域具有广泛的应用前景。
本文将对城市轨道交通直线电机车辆的通用技术条件进行探讨。
二、车辆性能指标1. 极限速度：城市轨道交通直线电机车辆的极限速度通常应在200km/h以上，以满足城市快速交通的需求。
2. 加速度：车辆的加速度应适中，以保证乘客的舒适性和安全性，一般要求在1.2m/s²左右。
3. 制动距离：车辆的制动距离应尽量短，以确保紧急情况下的安全停车。
制动距离要根据车辆的设计速度和制动系统的性能来确定。
4. 容载量：车辆的容载量应根据城市交通需求来确定，一般要求每节车厢的最大乘客数不少于300人。
5. 过载能力：车辆的过载能力应满足城市交通高峰期的需求，以确保乘客能够正常乘坐。
6. 噪音：车辆的噪音应尽量降低，以减少对沿线居民的影响。
7. 能耗：车辆的能耗应尽量低，以提高运营效率和降低运营成本。
三、车辆控制系统1. 速度控制：车辆的速度控制是实现稳定、安全运行的关键。
采用先进的电子控制技术，通过控制直线电机的电流和电压，实现精确的速度控制。
2. 制动控制：车辆的制动控制应具有快速、稳定的特点。
采用电磁制动器和再生制动技术，能够实现快速停车，并将制动能量回馈给电网。
3. 故障诊断：车辆的故障诊断系统应具备自动检测、自动报警和自动处理的功能，能够及时发现并排除故障，提高车辆的可靠性和安全性。
4. 通信系统：车辆的通信系统应能够实现与控制中心和其他车辆的信息交换，以实现列车间的协调运行和故障处理。
四、车辆设计1. 结构设计：车辆的结构设计应符合轻量化、高强度的原则，以提高运行效率和安全性。
车辆的车身采用铝合金材料制造，具有重量轻、强度高的特点。
2. 空调系统：车辆的空调系统应能够满足车内乘客的舒适需求，采用先进的变频技术，能够根据车内温度和人员数量进行自动调节。
城轨交通的一种新模式_直线电机驱动地铁车辆
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要：文章论述了直线电机驱动方式的原理、 车辆的特点和应用的原则， 为我国城市轨道交通在特定
的线路条件下提供一种新的选择。 关键词：城轨交通； 直线电机； 驱动； 模式 中图分类号： %#&’()； *+&)’(! 文献标识码： , 文章编号： "-.#/""0.（ #$$&） $!/$$$!/$!
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低效率、 低功率因数的缺点 地铁车辆上工程应用的直线电机，由于车载定子
与地面转子是处在一个相对直线运动的弹性 （ 轴箱垂 向弹性定位）系统间，不可避免地会造成相互间隙变 化，因此气隙设计得不能太小，否则会导致不安全因 素， 一般定在 %! ’’ 左 右 （ 比德国磁悬浮列车的直线 电机气隙 & ’’ 要高一些） 。再加上直线电机是有端部 的（ 旋转电机是闭环） ， 因此漏磁场较大， 机电能量转化 率低， 所以直线电机的效率较低， 一般在 ")+.")& 之间，
城建物的密集， 使线路的水平断面曲线变小； （ #） （ 城市人口的增长， 使运行区间变短， 必须依靠 &） 较高运行速度和较大的加 Y 减速度才能增大运能； 环保的要求更高， 要求车辆的振动和噪声的影 （ !） 响更小； （ 为减少运营成本必须降低土建工程的造价， 要 )） 求地铁车辆重量轻、 体积小， 才能使隧道和高架结构简 单经济。 传统技术模式的地铁车辆是依靠轮轨作用来发挥 由于物理黏着的存在限制了其加 Y 减速 牵引 Y 制动力， 度性能和爬坡能力的提高，还存在全天候运行特性较 差， 运行的机械振动和噪声较大， 车辆结构轻量化和小 型化相对困难等缺点， 不能很好地适应新的运行特点。 因此， 长期以来科技界、 工业界一直在追求研发一种新 的技术模式。
地铁车辆的基本组成及原理
1.城轨车辆类型
依据是所选用列车的规格。按照国际标准，城市轨道交通列车可 分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。
凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编 组列车。
选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除 外），采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量 和站台长度。
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抗侧滚装置
地铁车辆还在车体和转向架之间设置抗侧滚装 置，每个转向架设有一套抗侧滚装置。
其功能是限制车体由于通过曲线时的离心力或 侧向风产生的侧滚运动，严格控制车体相对于 转向架构架的侧滚，使车辆运行在包络线的允 许范围内，提高车辆的倾覆安全性。
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电气牵引系统
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受流装置
城轨车辆受流装置分为受电弓和集电靴两种；
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受电弓与集电靴的技术参数比较
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电气辅助系统
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辅助系统包括逆变器及充电机箱（低压电源）、辅助高 压箱、扩展供电箱、接地开关箱等设备。
辅助逆变器是将母线DC1500V网压逆变成三相AC380V的 电压输出的设备，提供地铁列车上的AC220V用电设备及 AC380V用电设备使用。
噪音，衰减垂向振动 二系悬挂系统须保证车辆的平稳性、舒适性和曲线通
过能力，减小车辆的横向振动和垂向振动 两系悬挂系统的综合匹配，必须确保车辆运行平稳，
减小车辆运行中的振动，提高车辆的舒适性和曲线通 过能力
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一系悬挂及轴箱
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二系悬挂
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牵引装置
牵引装置负责 车体和转向架 之间的纵向作 用力的传递
★地铁车辆直线电机牵引系统故障的应对探讨
地铁车辆直线电机牵引系统故障的应对探讨1. 引言广州地铁现有两条运营线路使用直线电机牵引系统的L型车，L型车地铁列车在车厂采用受电弓受流，在正线采用集电靴受流，直线电机牵引。
牵引力由电机的定子与安装在轨道中央的感应板之间的电磁力产生，与粘着系数无关。
在牵引能力方面，具有爬坡能力强、可实现径向转向架、粘着系数小、振动和噪声小等特点，能较好的适应广州地铁运营线路在市区运行线路长、区间线路弯道多曲线半径小、高架线路爬坡要求高等特点。
在此，探讨广州地铁5号线直线电机的车辆牵引系统故障情况下的应对措施。
2 牵引系统故障的类型、影响及相应的应对措施探讨2.1 牵引故障类别VVVF(牵引逆变器)电源控制开关跳闸 (VVVF电源1(VFCB 1)或者VVVF电源2(VFCB2)跳闸)。
2.1.1 故障现象(1)司机主页：显示相应VVVF(牵引逆变器)断闭(显示灰色)。
(2)列车出现保压制动不能缓解，无法动车。
(3)直线电机地铁车辆保压制动的缓解与施加由该节车的VVVF控制。
保压制动指令为高电平，一列列车的四个VVVF中，有一个发出保压制动施加的指令，整列列车的保压制动便会施加，VVVF发出保压制动缓解指令的条件是VVVF检测到牵引电流。
2.2 牵引故障的应对措施调度控制中心的应对措施是维持列车进站后，组织司机检查B／C两车二位端开关控制屏的相应VVVF是否跳闸，若无跳闸或复位不成功，尝试按下单元切除按钮UCOS，重新分合高速断路器即可牵引动车。
若不能缓解，打下故障单元车的VVVF电源1(VFCB 1)和VVVF电源2(VFCB2)的微动开关，动车到终点站退出服务。
若需要组织司机到现场检查VVVF电源微动开关或者打下VVVF电源微动开关，按照广州地铁运营日报统计数据，延误时间在3min左右，则需要行调控制后续一至两台客车的运行时间，以防止在故障列车处理期间，后续客车进入区间等待，影响客运服务质量。
另外，由于故障的处理需要司机到客室检查、处理VVVF电源微动开关，调度控制中心需要及时任命车站的值班站长为事故处理主任，到现场协助司机处理、维持现场乘客秩序；并组织司机做好列车的乘客广播安抚工作，带齐通讯工具后到现场进行处理，以保持中央与现场的信息同步。
广州地铁4号线直线电机车辆
都市快轨交通・第19卷第1期2006年2月机电工程URBAN RAP I D RA I L TRAN S I T广州地铁4号线直线电机车辆庞绍煌 高 伟(广州市地下铁道总公司 广州 510030)摘 要 通过对广州地铁4号线直线电机车辆的介绍,阐明直线电机车辆的技术性能和特点。
关键词 广州地铁 直线电机 车辆技术1 车辆及其主要技术规格广州市轨道交通4号线直线电机车辆是由南车四方、川崎重工、伊藤忠联合体设计、制造的,每一列车由四节全动车组成。
列车编组为A B B A,其中A 车为带司机室的车辆,B 车为不带司机室的车辆。
车辆由第三轨DC 1500V 供电,采用铝合金车体、径向柔性转向架、微机控制的电空架控的制动系统、空调机组系统、电动塞拉门系统、乘客广播和信息显示系统等世界先进技术。
车辆采用直线电机牵引的交流传动系统;采用IG BT VVVF 逆变器,实现牵引和再生、电阻、高转差率、反接制动控制,正常状态可不使用机械制动。
采用I G BT 元件的辅助逆变电源系统,实现对列车交流负载、直流负载供电及对蓄电池充电;采用微机网络通信控制的列车控制管理系统,实现列车的控制、故障诊断、子系统监控;设有ATC 装置,实现列车的自动保护、自动操作和自动监视;设有AT O 自动控制功能,其中单辆车的载客量为同类型车的世界之首,直线电机功率亦为同类车型之最。
采用无线通信装置,实现与地面的通讯联络等,具有爬坡能力强、通过小曲线半径能力好低、噪声等优点。
线路条件: 最大坡度:正线60‰,车辆段70‰ 最小平面曲线半径:正线R 150m,车辆段R 60m 供电电压:DC 1500V受电方式:车辆段为柔性接触网隧道内、高架线路区段为第三轨收稿日期:20060116 修回日期:20060123作者简介:庞绍煌,男,车辆中心副总经理,从事新线地铁车辆引进、招投标和项目管理工作,p a ng s ha ohua ng @g zm tr .c om列车总长:71640mmA 车长度:17600mmB 车长度:16840mm车体外部最大宽度:2890mm车辆高度(轨面至车顶高、新轮):3625mm 转向架中心距:11140mm 车辆固定轴距:2000mm车轮直径(采用整体辗钢车轮,新轮):730mm 车轮直径(半磨耗):690mm 车轮直径(全磨耗):650mm 轮对内侧距:1353±2mm 客室车门数量:3对/侧客室车门的净开宽度:1400±4mm 客室车门的净开高度:1860±10mm 贯通道宽度:1300mm 贯通道高度:1900mmA 、B 车(空车):约29t/辆车辆载客量: 座位数量(全部纵向布置):A 车28座,B 车32座 AW2:A 车218人,B 车243人 AW3:A 车313人,B 车348人列车动力性能(在额定负荷(AW2)、平直干燥轨道、额定供电电压情况下) 列车结构速度:100km /h 列车最大运行速度:90km /h 起动平均加速度(0～35km /h ):大于等于1.0m /s2在额定负荷(AW2)下,全部动车工作时,4号线正线列车平均旅行速度大于等于52km /h列车制动特性(在额定负荷(AW2)、平直干燥轨道、车轮半磨耗状态、额定供电电压情况下) 常用制动平均减速度:大于等于1.0m /s 2 紧急制动平均减速度:大于等于1.3m /s 2车辆外形尺寸如图1和图2所示。
直线电机在轨道交通系统中的应用
直线电机在轨道交通系统中的应用Ap I a in on a o o b nMasT「n ipitfLie「MtriU「asastco nZ e gL n hn o g Abta t W i n ito u t no h m il n p la in src t a rd ci ft epicpea da pi t h n o c o on a tri h n h iMa IvDe o sr t n Liea du——fl ermoo Saga gemn tai nrinonbn masta s。
t i pp rdsu sst epo I so c le n a S「n i hs a e icse h rbe c ut d i t mtep we u py ssea a d te p emiay s It n frd - h o rs p I y t, n h rl n r oui o e n i o cesn h n eia c n eli n h ta u「n . raig tel er s n ea drcamigt esryc ret i s t Ke r s I e rmoo, u b n n ywod i a tr ra ® ns se a yt nta st p we u py rn i, o r sp IAuh r sa d es S a g a i TrfcEq ime tDe dO一to1 d rs h n h i I af up n v pRa imei C丄d,2 0 4, h n h i hn r o, t. 0 0 1 S a g a.C ia t图2同步长定子直线电机原理示意图直线电机如同将旋转电机的转子与定子展开成直线形状，相当予把一个旋转电机沿旋转方向切开后平铺而成，在理论上，可以把它看成具有无限大半径的传统的旋转电机。
直线电机的驱动根据定子、转子安装的位置可分为两种应用方式：一种为长定子直线电机，定子安装在轨道上，转子安装在车辆上；另一种为短定子直线电机，转子安装在轨道上，定子安装在车辆上。
《直线电机轨道交通》课件
社会影响
促进城市可持续发展
直线电机轨道交通的建设将有力推动城市可持续发展，缓解城市 交通拥堵，降低空气污染。
提升城市形象
新型直线电机轨道交通将成为城市的新名片，提升城市的形象和 国际影响力。
带动相关产业发展
直线电机轨道交通的建设和运营将带动相关产业的发展，如装备 制造、电子信息、新能源等产业。
05 直线电机轨道交通的案例 分析
优势
高效节能
直线电机直接驱动列车，减少机械损耗，提 高能源利用效率。
高速度与大载客量
直线电机技术使得列车运行速度更快，且能 承载更多乘客。
低噪音
采用非接触式驱动方式，减少机械摩擦和振 动，降低噪音污染。
维护成本低
由于减少了机械部件，使得维护工作量减少 ，降低长期运营成本。
挑战
技术成熟度
相较于传统轮轨技术，直线电机轨道 交通技术仍需进一步成熟和验证。
上海磁悬浮列车
案例介绍
上海磁悬浮列车是中国第一条商业化运营的磁悬 浮线路，具有高速、安全、舒适的特点。
技术特点
磁悬浮技术通过磁场力使列车悬浮于轨道上，减 少了摩擦和阻力，实现了高速运行。
应用情况
上海磁悬浮列车连接了浦东国际机场和龙阳路地 铁站，为旅客提供了便捷的出行选择。
日本新干线
案例介绍
日本新干线是全球第一条高速铁路，具有高速度、高安全、高舒适 的特点。
起源
起源于20世纪初，但直到最近几十年才得到广 泛应用。
应用阶段
20世纪末至21世纪初，多个城市开始建设直线 电机轨道交通系统。
ABCD
初期探索
20世纪初，人们开始探索直线电机技术。
未来展望
随着技术的进步和环保需求的增加，直线电机轨 道交通有望在未来得到更广泛的应用。
地铁直线电机工作原理
地铁直线电机工作原理地铁直线电机是一种应用于地铁系统的关键部件，其工作原理是基于电磁感应和磁力作用的原理。
地铁直线电机通过电流和磁场的相互作用来实现动力传递，从而驱动地铁车辆运行。
地铁直线电机的工作原理可以简单地理解为：当电流通过电磁绕组时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生电磁力。
这个电磁力驱动地铁车辆沿轨道线性移动。
地铁直线电机采用了永磁体和电磁绕组之间的相互作用，使车辆在轨道上进行平稳高效的运行。
具体来说，地铁直线电机由电源、电磁绕组和永磁体组成。
电源提供电流，通过电磁绕组产生磁场。
而永磁体则提供一个恒定的磁场。
当电流通过电磁绕组时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生一个力，使车辆沿轨道线性运动。
地铁直线电机的工作原理可以通过以下步骤来解释：1. 电源提供电流：地铁直线电机通过电源提供所需的电流。
这个电流可以是直流电流或交流电流，具体取决于地铁系统的设计和要求。
2. 电流通过电磁绕组：电流通过电磁绕组，形成一个磁场。
这个磁场的大小和方向取决于电流的大小和方向。
3. 磁场与永磁体相互作用：电磁绕组产生的磁场与永磁体的磁场相互作用。
根据洛伦兹力定律，当两个磁场相互作用时，会产生一个力。
这个力的大小和方向取决于磁场的强度和方向。
4. 产生电磁力：磁场与永磁体相互作用产生的力称为电磁力。
这个电磁力会驱动地铁车辆沿轨道线性移动。
地铁直线电机的工作原理基于电磁感应和磁力作用的原理。
通过电流和磁场的相互作用，地铁直线电机能够提供足够的动力，使地铁车辆在轨道上平稳高效地运行。
地铁直线电机的应用不仅提高了地铁系统的运行效率，还减少了对环境的影响，是现代城市交通系统中不可或缺的一部分。
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直线电机地铁车辆
图8-1 旋转异步电机向直线异步电机的演变 (a)沿径向剖开 (b)把圆周展成平面
பைடு நூலகம்线电机地铁车辆
图8-2 直线电机的工作原理 (a)旋转电机 (b)展开 (c)直线电机
直线电机地铁车辆
2 直线电机地铁车辆的主要特点
直线电机地铁车辆将直线异步电机的定子安 装在车辆转向架上，将转子安装在轨道中间， 转子也可称为感应板，采用非磁性体（铜板或 铝板）和磁性体（钢板）构成的复合金属板， 以兼具两者的优点。
5.辅助系统 列车辅助系统由静止三相逆变器、 DC/DC110V电源以及它们的负载组成。
7.制动系统
列车采用先进的EP2002制 动系统。
谢谢观看！
直线电机地铁车辆
2.车体 直线电机地铁车辆的车体包括底架、侧墙、端墙、车 顶、司机室等部件；一般采用焊接整体承载结构。 3.转向架
图8-4 广州地铁4 号线车辆转向架
直线电机地铁车辆
4.电气牵引系统 直线电机由VVVF
逆变器供电和驱动。
6.列车控制技术
列车管理系统集中提 供控制和监视车载系统和 设备的功能。
项目
直线电机地铁 车辆
直线电机地铁车辆
1 直线电机简介
直线电机是一种能将电能直接转换成直线运动的机械能 ，而不需要中间转换机构的传动装置。如图8-1所示，直线 异步电机则可理解为旋转异步电机沿轴向剖开，展成平面 的电机传动系统。如图8-2所示，系统在行波磁场与次级永 磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动 。
直线电机地铁车辆
2 直线电机地铁车辆的主要特点
直线电机地铁车辆的基本特点总结如下： （1）具有良好的动力性能。 （2）振动和噪声小。 （3）可实现径向转向架。 （4）安全性和可靠性高。 （5）良好的编组灵活性和运营适应性。 （6）建设成本低。
直线电机地铁车辆
1.列车主要组成
图8-3 广州地铁 4号线地铁车辆