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1、产品开发铁道车辆第46卷第6期2008年6月文章编号:1002-7602(2008)06-0027-02直线电机地铁转向架1,22李树虎,姜建东(1.中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075;2.南车四方机车车辆股份有限公司,山东青岛266031)摘要:介绍了直线电机的工作原理及转向架的基本结构,提出直线电机地铁车辆是现代轨道交通的一种可行的选择。关键词:地铁;直线电机;转向架中图分类号:U270.331文献标识码:B来看,励磁无功功率与气隙成正比,其功率和功率因数1直线电机系统的工作特点也要比普
2、通电机稍差些,所以希望气隙要小一些;但考直线电机系统的工作原理是将旋转电机展开,转子虑到感应板的制造、铺设施工精度和运行中的变动,气展开后安装在轨道上,形成感应板;定子展开后安装在隙不可能太小,一般多设定在10mm~12mm。车辆转向架上,形成直线电机。通过感应电流磁化的车[1]载磁铁产生排斥和吸引,对车辆实现驱动和制动。直线电机系统是介于磁悬浮与轮轨系统之间的一种轨道系统,并区别于传统轨道交通牵引模式。它既有传统轮轨系统的安全可靠性,又有磁悬浮系统非粘着的特点,非常适合城轨车辆。我国广州4号线地铁车辆
3、采用的就是线性感应电机驱动技术,构架内置,这在国内还是首次。直线电机的驱动具有如下特点:(1)直线电机与传统的旋转电机不同,是由直线运动来代替旋转,因此它是一种非粘着的驱动方式,不受图1直线电机与感应板的气隙图粘着系数的限制。具有较强的爬坡能力(最大坡度可达2直线电机转向架的基本结构80j),有利于线路断面设计,有利于选线和避开地下建筑物,同时有利于地下至地面、高架线的过渡,降低线路地铁车辆转向架为二轴转向架,每台转向架由1台制造成本。直线电机驱动,转向架结构示于图2。直线电机通过悬(2)取消了旋转电机
4、和齿轮箱,减少了噪声,转向挂梁采用全悬挂方式安装在转向架轴箱上,悬挂结构如架内部空间可用来安置自导向或迫导向机构,使转向架图3所示。直线电机与转向架之间以及车体和转向架更趋于简化。之间的纵向作用力的传递通过纵向牵引杆来实现。构(3)圆形电机取消后,轮径可以减小,从而提高轮架俯视呈/目0形结构,采用箱形全钢板焊接结构。构架对的蠕滑导向能力,有效地降低车辆地板高度,实现车侧梁由U形断面压型的上下盖板组焊而成,为中间下辆的小型化,进而减小隧道的空间。凹的鱼腹箱形结构,以保证侧梁的抗弯、抗扭性能。(4)取消旋转
5、电机后,可以实现构架内置,从而减轮对采用轴箱内置、制动盘外置的结构,简化了小转向架重量。结构并减轻了重量。轴箱与构架之间设置了锥型橡(5)直线电机对气隙要求高,气隙是指直线电机与胶弹簧的一系悬挂,一系悬挂需采用刚度很大的橡感应板之间的间隙,如图1所示。间隙小会引起碰撞,胶弹簧。构架与摇枕之间设置了空气弹簧的二系悬间隙大会导致传动效率降低。从直线电机的特性上挂,二系悬挂由空气弹簧本体和应急橡胶弹簧组成,垂向具有良好的非线性,即垂向挠度随载荷的增加收稿日期:2007-11-23而变化较小,空重车挠度变化不大
6、。这一特性有利作者简介:李树虎(1965-),男,工程硕士研究生。#27#铁道车辆第46卷第6期2008年6月于减小地铁和轻轨车辆等在载客量或承载不同时地板高度或车钩高度的变化,以及防止车辆在空载状态下因静挠度过小而引起的垂向动力学性能的明显下降;空气弹簧在水平方向可以提供80mm~115mm的横向变形量,起着具有当量吊杆长度的摇动台的作用;在垂直于水平面的方向上,提供相当于转盘的功能,允许转向架相对车体转动一定的角度,以能顺利通过小半径曲线。二系悬挂采用空气弹簧,既简化了转向架结构,减轻了转向架自重,
7、又能适应现代轨道车辆全方位提高运行品质的需要。车体由空气弹簧支撑,设有高度控制阀和差压阀。高度控制阀控制空气弹簧的充排气,以调节空气弹簧内的空气压力,使不同载荷下的车辆地板面保持一定1.横向连接杆;2.轮对;3.直线电机高度调整系统;4.直的高度。同一个转向架的2个空气弹簧之间设有差压线电机垂向吊杆;5.电机悬挂梁;6.轴箱组成;7.纵向牵阀,当一侧空气弹簧爆破时,可起安全作用。当空气弹引杆;8.直线电机。簧失效时,橡胶堆作为应急二系悬挂系统。在橡胶堆图3直线电机悬挂系统结构图与构架之间设有调整垫,以补
8、偿车轮磨耗引起的车辆转向架制动采用外置式盘式制动单元,每根轴安地板面下降。装2套,其中一套具有停车制动功能。每列车的制动直线电机与转向架之间以及车体和转向架之间的单元为同一种形式。纵向作用力的传递通过牵引杆来实现。转向架牵引杆分为2种:一种为布置在直线电机与构架之间的横向3直线电机转向架运用情况简介牵引杆;另外一种为布置在构架与摇枕之间的纵向牵直线电机驱动的地铁车辆在东京、大阪运行了多引杆。牵引杆两端设有橡胶弹性关节,在加速和减速年,均没有
