直线电机城轨交通试验线牵引供电系统-研究

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1、浙zr大学硬±学枉皓i可以免除地铁的昂贵投资，又具有中运量的特点，是极为适当的。例如，我国武汉，长春，大连，r海．天津等地都已经建立或者筹建轻轨交通，图1—2所示为武汉的轻轨交通。独轨是和轻轨交通共同发展起来的另一种交通制式，指车辆在一根轨道卜运行的轨道交通系统，分为跨座式和悬挂式两种，运量大，占地少，技术简单，造价低，适应复杂地形要求，在日本部分城市驶我国重庆进入实用。图1．2武汉轻轨变通41新交通系统特指令自动控制的中等运量的轨道快速客运系统，包括导轨交通，自动导向交通rAutomatedGuidewa

2、yTransit)，磁浮交通(MagneticLevilation)等。以导轨交通为主要粪型。具有节约能源，运行效率高，机动灵活等优点，但是因为有独特的导向方式，车辆和轨道结构有别于其它轨道系统，所以兼容性不强。1．13城市轨道交通的发展1863年世界上第一条地下铁道于1月10U在伦敦建成。开始是采用蒸汽机车牵引。1881年第一辆有轨电车在德国柏林r业博览会上展示。1888年美国弗吉尼咂州里士满市世界上第一条有轨电车系统投人运行。城市轨道交通经过一个多世纪的发展，特别经历了第三次、第四次工业革命的洗礼，城市

3、轨道变通车辆经历了从蒸汽机车到电力机车，再从普通电力机车到直线电力机车，从单机牵引到动车组运行的一系列巨大变革；从铡轮钢轨发展到胶轮独轨，从轮轨接触走行模式发展到磁浮高速走行模式。这些发展都-0“大丁活动空间，给城市的各种活动带来了非常方便的条件。对于我国而言，1908年中国第一条有轨电车在上海建成通车。1969年中国第一条地铁北京地铁一期丁程当年10月建成。截至目前，北京、上海、广州、天津、大连等浙江大学硕士学位论文正文国内20多个城市在建或准备建设和规划中新的轨道交通线，线路总长超过了4000公里，项目

4、投资达到8000多个亿。1．2直线电机驱动的城市轨道交通系统概述在传统的城市轨道交通系统中，列车牵引是以旋转电机为基础的轮轨粘着驱动方式，对曲线半径、线路纵断面坡度和隧道断面的限制要求高。随着城市规模的不断扩大，楼宇建筑和地铁路网建设的不断发展，城市多层立体轨道交通网络使城市地下隧道的埋深逐渐加深，线路坡度越来越大，曲线半径越来越小，传统的轮轨粘着驱动技术已不能完全满足国内城市轨道交通建设的需要。于是，一种新型的利用直线电机驱动的城市轨道交通系统便逐步发展起来。1．2．1直线电机的原理轨道交通用直线电机一般

5、分为直线同步电机和直线感应电机两种类型，城市轨道交通中一般使用直线感应电机(LIM)，简称直线电机。直线电机是从旋转电机演变而来的。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，就如同将旋转电机沿径向切开后展平而成。于是，其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。直线感应电机原理如图1．3。图1．3．直线感应电机的原理直线感应电机的工作原理类似于传统的旋转感应电机。即将旋转感应电机静止的定子(铁芯和绕组)安装在车辆的转向架上，将旋转的转子(感应板)平铺设置在线路轨道的中间，当直线电机的定子绕组通过交流电流时，两部分

6、产生的磁场相互作用，直接推动车辆前进；反之产生斥力，可使车辆制动。改变交流电的电压及频率，就可控制磁场的变化，从而完成列车的起、制动。1．2．2直线电机城市轨道交通系统的特点直线电机交通系统在运营、设备及经济方面具有极高的先进性，与传统的旋转电机驱动具有以下优点：浙}I：大学硕士学位论文正文1)．结构简单，可靠性好，降低造价由于直线电机为扁平设计，车辆的轮廓尺寸较传统的旋转电机车辆可减小300mm以上，因此，降低了车辆的底盘，实现了车辆的小型化，隧道直径可以减小，可大大节省区间土建的工程投资．如果是采用高架

7、线方案，可使高架桥设计成轻型的结构，大幅度地降低工程造价(土建基本费用大约可以节省30％)，并且去掉了原有的旋转电动机及齿轮箱等易磨擦损件，结构简单，极大地简化了维修，由于直线电动机为扁平式，因而缩小了隧道断面，降低了建设费用。如图1-4所示为传统地铁与直线电机地铁隧道截面比较。加上取消了旋转电机驱动所必须的滚动轴承、传动齿轮等机械装置，减小了磨耗，大大提高了车辆运行的可靠性和可维护性，维修工作量较小，维护成本较低。2)．爬坡能力强，适应恶劣天气由于车辆是非粘着驱动，而轮轨仅起导向和支撑作用，所以车辆的加减

8、速可靠、磨耗少、爬坡能力强。可以由8‰坡道从地下升到地面，大大缩短地下至地面的过渡平面距离。可节省征地与费用，减少对环境的破坏。且列车运行受天气影响少，特别是在多雪地区，即使是大坡道也能顺利运行。a5。m4．0—4．3m地铁列车煮线电机地铁列车图1-4．直线电机地铁与普通地铁的隧道截面图对照3)．可采用径向转向架车轮不需要传送牵引功率，没有旋转动力源和机械变速传动系统，所以能简化车辆转向架设计，方便采用自导或迫导