广州地铁直线电机列车能耗对比研究
地铁车辆能耗分析及节能措施研究
地铁车辆能耗分析及节能措施研究摘要：随着我国经济的高速发展，地铁已经成为重要的公共交通工具。
当前地铁的建设规模不断扩大，耗电总量非常大，从绿色环保角度看仍具备很大的提升空间。
对此，本文基于地铁车辆当前运行情况进行分析，了解当前地铁能源的消耗结构，并提出相应的改善措施，提升地铁节能技术水平，让地铁运行达到更小的能源消耗。
关键词：地铁车辆；能耗问题；节能措施引言：地铁为城市交通运输带来极大的好处，其使用电力，大大降低了交通工具中的石油使用量，同时，地铁建于地下能够大大减少地面交通拥挤度，节约了土地资源。
虽说地铁相比其他交通工具来说已经具备了很多的优势，也更符合绿色发展的理念，但当下地铁的电量消耗巨大，与节能理念相违背。
对此，本文将对地铁车辆能耗进行分析，以便研究出更多的节能措施，建设出节能型城市交通工具。
一、地铁车辆能耗分析地铁耗电主要有两大部分，一是列车牵引电能，二是照明设备。
对此在进行地铁车辆能耗分析时需要从这两大方向深入分析，具体如下：1、地铁车辆类型不同类型的车辆有着不同的牵引能耗。
首先，车辆自身的重量、车型设计、速度设计等对车辆启动有着直接的影响，而这些因素与车辆牵引能耗息息相关。
其次，车辆内部设备的配置、车辆长宽高等因素影响着车辆的运输能力，也对车辆整体牵引耗能产生一定的影响。
最后，车辆车体结构、材料等还影响着车辆的编组，并对车辆制动力矩产生一定影响，进而影响着整个车辆的牵引能耗。
2、地铁车辆编组地铁的客流量是一个变动的数值，进而车辆编组也要随之而变化。
如果车辆编组没有结合客流量和运作组织方案就容易造成不必要的能量消耗。
一般来说，当车辆编组数量越大，所需能耗也就越大。
如若地铁车辆编组都按照客流量高峰时期进行编排，那必定造成很大的能量消耗。
3、地铁车辆驱动方式地铁车辆传统的驱动方式是采用旋转电机，该方式需要较大的电能进行驱动，相比较直线电机驱动方式更为节能。
直线感应电机作为地铁车辆牵引时，将定子固定在车辆，转子固定在轨道上，让整个转向架结构更为简化，运转起来也更为快速，大大地降低了车辆能耗。
直线电机地铁系统技术经济分析研究
加拿大温哥华 空中列车
１９８６ ２８ ９ １．６ ６２ ５ ７０ １００ ８０
Ｉ）Ｌ’６００
第四轨供电
ＭＫＩ
表１直线电机地铁部分线路参数表
加拿大温哥华 新千年线
吉降坡 ＰＵＴＲＡＩＩ线
纽约肯尼迪 机场线
２００１ ２０ ３
６０ ７０ ９０ ８０ １３ Ｉ）Ｃ ７５０
第四轨供电 ＭＫⅡ
１９９８ ２９ ４ ４４ ５０
采用迫导向转向架后一位轮对冲角比自导向转向架减少80比构架式柴油卡车高集重型铁路柴油公交汽车第四季虚1987年空中客车1991年空中客车有橱栏的空中客车蜘50060加元人km转向架减少84导向效果极为明显在曲线时轮轴始终处于曲线径向位置因而减少轮轨的磨损和消除噪声这使得直线电机系统具有低噪声水平
直线电机地铁系统技术经济分析研究
关键词：城市轨道交通 直线电机 地铁 技术经济学 降低造价
随着城市现代化的发展，城市轨道交通在改善 城市交通拥挤状况、快速集散客流、提高人民生活 水平、促进经济发展中具有非常重要的作用。然而 修建地铁往往需要大量资金，造价非常昂贵，使许 多城市望而却步，在一定程度上延缓了轨道交通在 我国的建设进程。
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中国城市轨道交通（ｚ００４）
转入地下和爬升地面时显得相当灵活。实际资料表明 它从地下升到６ ｍ高的高架线上所需的距离约是普通 地铁所需距离的１／２，这样就可大大缩短隧道长度， 从而大幅降低工程造价。而且采用较大的限制坡度， 使得直线电机系统可以和限制坡度较大的其他线路 （如高速公路、高架桥）并行等高设计，也可以达到 节约用地、降低工程造价的效果。
２．２运营期
运营过程中，由于直线电机系统转向架结构简 单、车辆需经常维修的零部件数量少、轮轨作用力 小、系统定员少等突出优点，其运营费用比传统地 铁的运营费用大幅降低，是目前运营费用最低的城 市轨道交通系统。加拿大Ｓｋｙｔｒａｉｎ系统是与北美 各系统的运行消费比较如图３，运营费用的单位为
广州地铁6号线直线电机车辆技术及与4号线和5号线车辆的区别
—49—收稿日期：2011－09－07机 车 电 传 动ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES №2, 2012Mar. 10, 20122012年第2期 2012年3月10日广州地铁6号线直线电机车辆技术及与4号线和5号线车辆的区别游高祥（广州市地下铁道总公司 运营事业总部，广东广州510310）作者简介：游高祥（1983-），男，工程师，现主要从事地铁车辆技术管理、车辆维护等工作。
摘要：介绍广州地铁6号线直线电机车辆技术，阐述6号线车辆与4、5号线车辆的区别，总结得出6号线车辆设计上是在改进4、5号线车辆不足的同时得到了优化。
关键词：直线电机车辆；技术分析；技术改进；广州地铁4号线；广州地铁5号线；广州地铁6号线中图分类号：TM389.4；U231文献标识码：A 文章编号：1000－128X(2012)02－0049－05Linear Motor Vehicle Technology of Guangzhou Metro 6th Line andDifference from 4th & 5th Line VehicleYOU G ao-xiang( Operation Business Division, Guangzhou Metro Corporation, Guangzhou, Guangdong 510310, China )Abstract:Linear motor vehicle technology of Guangzhou metro 6th line was introduced, and the difference from 4th & 5th line vehicle was illustrated, which pointed out that the vehicle design of 6th line was improved and optimized based on 4th & 5th line vehicle technique.Key words:linear motor vehicle; technology analysis; technology improvement; Guangzhou metro 4th line; Guangzhou metro 5th line;Guangzhou metro 6th line城市轨道车辆广州地铁6号线西起白云区的金沙洲，向东南穿越荔湾区、越秀区，之后折向东北，经天河区，止于萝岗区。
广州地铁直线电机列车能耗对比研究
广州地铁直线电机列车能耗对比研究发表时间：2019-03-27T16:01:56.907Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：黄海森[导读] 摘要：广州地铁五号线采用直线电机列车，列车各系统所需要的能耗是地铁运营成本的一大组成部分。
（广州地铁集团有限公司运营事业总部 510000）摘要：广州地铁五号线采用直线电机列车，列车各系统所需要的能耗是地铁运营成本的一大组成部分。
本文以五号线三种车型为分析对象，通过分析影响列车能耗的主要因素，在记录能耗数据的同时，收集对能耗起影响作用的外在因素数据，在进行能耗对比时，其他因素尽量保持统一，主要的变量是车型的不同。
通过上述的方式进行能耗的对比，得出三种车型能耗数值的差距，分析降低能耗的可行性和方法，为节能提供有效建议。
关键词：直线电机；能耗；节能引言：地铁列车采用电能作为动力，由于庞大的运力及车厢舒适度需求，电能的消耗成为地铁运营成本的一大组成部分，为节能减排和降低运营成本，了解地铁能耗的组成并寻找降低能耗的方法，显得尤为重要。
（一）研究对象的选择广州地铁五号线直线电机车辆分为三种车型，分别是不同时期采购的L2、L4-Ⅰ（采用三菱牵引系统）和L4-Ⅱ（采用时代电气牵引系统）型车，由于L2车和L4-Ⅰ车分别只有三列车安装了能耗装置，拟全部选取，而12列L4-Ⅱ车全部安装了能耗装置，以随机原则选择101102车、111112车和121122车。
（二）研究过程中采取的方法在本次课题中，将对三种车型的能耗进行对比，由于列车在不同时间段（载客量不同）、不同运行区间、不同环境中所消耗的电量都将不同，因此，在进行对比之前，必须统一其他因素，将同样外界环境的数据放在一起进行对比。
在本次调研课题中，采用控制变量法。
（三）能耗数据采集分析发现影响能耗值的因素主要有几大类，包括运行时间、运行区间、载客量、环境温度和电机气隙。
对上述影响能耗的参数进行收集，并按照同一范围值进行分类对比的原则，作如下分类：载客量（四）三种车型能耗对比能耗的计算公式：消耗电量=牵引电量-反馈电量，对收集到的数据进行分析，根据不同影响因素的类别参数进行分类，由于列车能耗各种影响因素分类众多，能耗装置运用时间较短，数据量有限，通过对数据的筛选和整理，下列10个类别在三种车型中均有足够的数据样本，可以作为三种车型各自的代表，对其能耗进行计算并求平均值，结果如下：以上三种车型的能耗数据用折线图直观展示如下，L4-Ⅱ型车的能耗明显低于上述两种车，节能将近20%。
直线电机系统在广州地铁5号线的应用
直线电机系统在广州地铁5号线的应用
史海欧;孙元广
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2012(025)001
【摘要】以国际上首次采用大运量等级直线电机运载系统的广州地铁5号线为例,从工程设计、运营客流及运能、牵引能耗等方面进行分析,介绍该工程的创新点及直线电机系统的适应性,以提高大家对大运量直线电机系统的认识,并给出直线电机系统车辆的改进建议.
【总页数】4页(P23-25,50)
【作者】史海欧;孙元广
【作者单位】广州地铁设计研究院有限公司广州510010;广州地铁设计研究院有限公司广州510010
【正文语种】中文
【中图分类】U213
【相关文献】
1.直线电机系统在广州地铁5号线的实际应用分析 [J], 潘秀丽;
2.采用直线电机系统的广州地铁6号线线路设计 [J], 李颖慧
3.直线电机系统在广州地铁5号线的实际应用分析 [J], 潘秀丽
4.直线电机气隙预警技术在广州地铁5号线的应用 [J], 何晔;张爱明
5.广州地铁6号线直线电机车辆技术及与4号线和5号线车辆的区别 [J], 游高祥
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地铁列车能耗分析
地铁列车能耗分析摘要: 通过对广州地铁一号线列车在正常运营时牵引系统能量消耗的分析, 表明: 目前地铁列车再生反馈制动的节能效果明显, 在运营行车密度足够大的情况下, 通过制动电阻消耗的能量是很有限的。
关键词: 地铁列车; 能耗; 反馈制动; 制动电阻; 节能0 引言近年来, 随着我经济水平的迅猛发展, 各主要城市地铁事业正在迅速发展, 在未来的几年我国将会有更多的地铁线路和更多的地铁列车投入运营。
便利的城市轨交通为市民的出行带来了极大便利的同时, 也带来了电能消耗的迅速增加。
众所周知, 现代经济的迅速发展必须依靠能源, 而我国又是一个能源相对比较缺乏的国家。
因此, 研究地铁列车的能源消耗情况, 分析并研究地铁列车节能途径是一件迫在眉睫的工作。
1 地铁列车反馈制动的使用城市轨道交通列车的特点就是线路的站间距短, 列车运行时频繁地起动、制动, 就广州地铁而言, 现有线路基本上在列车达到最高速时很快就会制动。
同时, 为了让列车能够准确地按照运行图来运行, 城市轨道车辆在ATO( 自动驾驶) 模式下都是采用巡航方式来运行。
目前,我国地铁列车大都采用接触网 / 轨直流供电, 牵引系统大都是变压变频的交流传动系统。
列车牵引时从电网吸收能量, 制动时采用反馈制动把制动能量反馈回电网, 当电网电压升高到一定程度( 1 800 V) 时采用电阻制动。
基于地铁车辆快速起动、快速制动、全线以精确的预设速度运行的特点, 列车在起动时会消耗大量的电能, 在制动时就必然要产生相当大的制动能量。
反馈制动把动能转化为电能送入电网供其它列车使用, 这极大地降低了列车的实际能量损耗。
但是, 由于列车运行图及整个线路多种因素的影响,列车配置了制动电阻来消耗列车制动时线路其它列车不能吸收的制动能量。
广州地铁现有 4 条地铁线路, 制动电阻的使用情况如表 1 所示。
而制动电阻的使用有以下弊端: 1) 制动电阻消耗电能, 制动能量被浪费; 2) 有强迫风冷的制动电阻, 列车必须提供强迫风, 这也是一种电能的浪费; 3) 车载的制动电阻增加了列车重量, 同时增加了列车的造价; 4) 制动电阻发热对列车其它设备和隧道内其它设备造成影响。
《城市轨道交通用直线感应电机研发》
《城市轨道交通用直线感应电机研发》一、引言随着城市化进程的加快，城市轨道交通系统的需求与日俱增。
而直线感应电机作为一种高效、节能、环保的新型电机技术，在城市轨道交通中扮演着越来越重要的角色。
本文旨在探讨城市轨道交通用直线感应电机的研发背景、现状及未来发展趋势。
二、直线感应电机概述直线感应电机是一种新型的电机技术，其核心原理是通过电磁感应将电能转换为机械能，从而实现直线运动。
相较于传统的旋转电机，直线感应电机具有结构简单、维护方便、效率高等优点，因此在城市轨道交通领域具有广泛的应用前景。
三、城市轨道交通用直线感应电机的研发背景随着城市交通拥堵问题的日益严重，轨道交通成为了解决城市交通问题的有效途径。
然而，传统轨道交通系统的能耗高、运行效率低等问题仍然存在。
而直线感应电机作为一种新型的驱动技术，具有高效率、低能耗、环保等优点，因此被广泛应用于城市轨道交通系统中。
四、城市轨道交通用直线感应电机的研发现状目前，国内外众多科研机构和企业都在积极投入直线感应电机的研发工作。
在技术方面，研究人员通过优化电机结构、提高材料性能、改进控制算法等手段，不断提高直线感应电机的性能。
在应用方面，直线感应电机已广泛应用于地铁、轻轨等城市轨道交通系统中，有效提高了运行效率和舒适性。
五、城市轨道交通用直线感应电机的研发挑战与展望尽管直线感应电机在城市轨道交通中取得了显著的应用成果，但仍面临一些挑战。
首先，如何进一步提高电机的效率和可靠性是当前研究的重点。
其次，如何降低制造成本是推广应用的关键。
此外，如何优化控制算法以适应不同的运行环境和需求也是亟待解决的问题。
展望未来，随着科技的不断进步和市场需求的变化，城市轨道交通用直线感应电机的研发将朝着以下几个方面发展：一是进一步提高电机的性能和可靠性；二是降低制造成本，推广应用；三是优化控制算法，提高系统的灵活性和适应性；四是加强与其他先进技术的融合，如人工智能、物联网等，实现智能化、网络化的城市轨道交通系统。
广州地铁5号线ATO操纵节能优化研究和试验对比
广州地铁5号线ATO操纵节能优化研究和试验对比王鹏【摘要】Guangzhou metro Line 5 uses the linear motor system. Taking into consideration of the characteristics that operating efficiency of linear motor is not high, energy loss is big and line gradient is big and large in quantity, optimization of existing ATO mode. The energy consumption tests are analyzed and compared, having a good energy saving effect.%广州地铁5号线为直线电机系统，结合直线电机运行效率不高、能量损耗大以及直线电机线路坡道大且多的特点，通过优化AT O操纵方式达到节能降耗的目的。
并进行了能耗试验对比，节能效果良好。
【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P74-77)【关键词】直线电机;列车运行;节能;操纵策略;能耗对比试验【作者】王鹏【作者单位】广州市地下铁道总公司，广东广州510000【正文语种】中文【中图分类】U268.6王鹏：广州市地下铁道总公司，硕士，广东广州 510000直线电机车辆运载系统是20世纪90年代以后开始商业运营的。
直线电机车辆具有爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、断面小等优点。
可以克服城市选线中的诸多困难，可轻松穿越既有线路、江、河，可方便地绕过建筑物。
适用于地势起伏大、地形复杂的城市或地区。
由于直线电机的特殊结构，在车辆同等质量下，直线电机车辆的牵引能耗相对旋转电机车辆高。
根据理论计算和试验测试结果，直线电机车辆的牵引能耗（单位人公里能耗）相对旋转电机车辆高30%左右[1]。
广州地铁五号线能耗装置运行分析
广州地铁五号线能耗装置运行分析文章根据在广州地铁5号线车辆在调试中出现列车制动不平稳的情况，分析了该地铁车辆制动系统的作用原理，对能耗制动作了较为详尽的分析。
同时多次进行不同速度下紧急制动测试，通过吸收参数优化，明显改善了VVVF网压过高的问题，确保列车安全稳定运行。
标签：直流；牵引；热过负荷1 前言五号线全线共设13座牵引降压混合变电所。
每个牵引所设置制动能量消耗装置一套，当处于再生制动状况的列车回馈出去的电流不能完全被其他车辆和本车的用电设备所吸收时，能量消耗装置立即投入工作，吸收掉多余的回馈电流，使车辆再生电流持续稳定，最大限度的发挥电制动功能。
制动能量消耗装置的投入和撤出采用电压相对判断和电流判断方式，电压判断采用交流侧电压与直流侧电压进行比较判断，电网电压DC1670V以下，车辆进行再生电制动时，吸收设备不进行判断，外部具备吸收能力时，由外部吸收；如果外部没有吸收能力，则电网电压将抬高，抬高到电网电压大于DC1670V时，吸收设备投入工作，根据吸收电流的大小，进行恒压控制使电压保持在1800v 左右。
五号线列车VVVF工作情况如下：VVVF箱内有两个VVVF逆变器，每个VVVF逆变器驱动2个直线电机。
当VVVF接受到牵引手柄给出的牵引指令后，充电接触器CHB闭合，滤波电容器充电，当滤波电容电压达到一定值时，线路接触器LB闭合，接着CHB分离，逆变器的门极开始工作。
逆变器由IGBT模块组成，能够实现变频变压控制，将1500V直流电压转换为驱动三相直线感应电机所需的三相交流电压。
如果DCPT12，22（滤波电容电压传感器）检测到的电压高于1980V，门极将停止工作，同时LB分离，OVCR F1，2（过压保护晶闸管）导通，通过OVCR FR1，2（过压保护电阻）放电。
另外利用车辆VVVF监测软件检测到的部分数据样本分析可得以下一些参数：牵引工况时，DCPT11检测到的网压大于滤波电容电压30～100V左右，电制动工况时，滤波电容电压大于DCPT11检测到的网压0～100V左右。
直线电机系统在广州地铁5号线的实际应用分析
潘秀 丽 （ 广州华夏职业学院）
【 摘 要】 随着社会经济 的不断发展 ， 各行各业的科学技术都得了很 大的进步 ， 在地铁工程当中 ， 需要用到的设备和系统 比 较 多， 系统性 能高低决
定 地 铁 工程 质 量高 低 。 当前 在 国 内 ， 广 州地 铁 ５号 线 已经 开 始 应 用 了直 线 电机 系 统 ， 并 且 该 次应 用 是 首例 。 本 文 主要 进 行 直线 电机 系统 的实 际应 用
线 的 换 乘 站 点 以及 ６号 线 的 换 乘 站 点 和 ８号 线 的 换 乘站 点 。
１ 设计特点研究
１ ． １ 大客流 骨干线 路
广 州 地 铁 ５号 线 属 于 大 客 流 骨 干 线 路 ，主 要 经 过 了五 个 地 区。 该 线路 主要 客 流是 需 求 型客 流 ， 线 路 是 分 布 在 城 市 交 通 走廊 附近 ， 不仅 连 接 了 沼 口 ， 还连接 了大坦沙 ， 实现 了 荔 湾 区
【 中图分类号】 Ｕ ２ ７ １
【 文献标 识码 】 Ａ
【 文章编 号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ — ０ ２ ０ ０ — ０ ２
相 关研 究 资料 表 明 ．广 州地铁 ５号 线路 总长 达 到 了 ３ ２ ｋ ｎ， ｉ 在 这 条 地铁 线 路 上 ， 包括 了 ２ ２个 站 点 ， 该 地 铁 线 路 从 广 州 东部 贯 通 广 州 西部 ． 已经 成 为 了 东 西走 向的 主 要 线 路 也 是 相 对 来说 比较 复 杂 的 地 铁 线 路 之 一 。 广 州 地 铁 ５号 线 从 ２ ０ ０ ４年 开 始 建 设 ，到 ２ ０ ０ ９年 开 始 试 运 营 ， 总投 资 约 １ ３ ２亿 元。 该地 铁 线 路 系统 主 要 应 用 了直 线 电机 系统 ， 为 ６节 车 厢 编 组 的 Ｌ型车 本 文 主要 进 行 直 线 电机 系统 在 广 州 地铁 ５号 线
直线电机在高速列车中的应用研究
直线电机在高速列车中的应用研究随着科技的不断进步和人们对交通工具性能的要求日益增加，高速列车作为一种重要的交通方式得到了广泛关注。
而直线电机作为一种新兴的推进技术，其在高速列车中的应用研究也备受关注。
本文将就直线电机在高速列车中的应用进行探讨。
一、直线电机的基本原理及特点直线电机是一种将电能转化为机械推动能力的装置，其工作原理与传统的旋转电机相似，只是将电机的输出轴改为直线运动。
直线电机通过电磁作用将电能转化为直线运动，并通过连接装置将推动力传递给列车车体，从而实现高速列车的运行。
与传统的旋转电机相比，直线电机具有以下几个显著特点。
首先，直线电机具有较高的效率。
与传统的传动装置相比，直线电机直接将电能转化为机械能，无需通过齿轮和传动轴等部件，因此能够减小传动损失，提高能量转换效率。
其次，直线电机具有较高的运动精度。
直线电机采用电磁作用进行推动，其输出具有高精准度和可调性，能够满足高速列车的运行要求。
再次，直线电机具有较快的响应速度。
直线电机在启动和停止时具有较高的响应速度，能够更好地满足高速列车的要求。
最后，直线电机具有较低的噪声和振动。
直线电机无需传统的传动部件，减少了噪声和振动源，能够提供较为舒适的乘坐体验。
二、直线电机在高速列车中的应用案例目前，直线电机在高速列车中的应用已取得了一定的进展。
以下将介绍几个典型的案例。
首先，中国研制的“复兴号”高速列车中使用了直线电机技术。
在复兴号动车组列车中，直线电机被用于推动列车车体，提供动力支持。
该直线电机具有高效、低振动、低噪声等优点，使得列车在高速运行时更加平稳和舒适。
其次，德国研制的磁悬浮列车中也应用了直线电机。
磁悬浮列车是一种基于磁悬浮技术的高速列车，其使用直线电机实现列车的推进。
由于直线电机具有较快的响应速度和高精度的运动控制，使得磁悬浮列车在高速运行时更加稳定和安全。
此外，日本的新干线列车中也采用了直线电机技术。
新干线列车作为世界闻名的高速列车，其高速运行对动力系统提出了较高要求。
强迫风冷与自然风冷直线电机车辆能耗对比分析
然风 冷直 线 电机 系统 车 辆 能耗 低 。其 实 这 在 一定 程 度 上是 误解 。以下述 要求 的直 线 电机 车辆 技 术 指标 进 行
特殊结构 ，相互问气隙大 ，一般为 ９ ２ｎ 而旋转 ～１ ｉｎ（ Ｉ
电机 的气 隙 只有 １ ｌ） ～２１ｎ ，相应 地 其 效率 和 功 率 因数 Ｔ Ｉ 低 。通 常情 况下效 率 为 Ｏ６～０７ ，功 率 因数 为 ０５ ． ．５ ．５～ ０６。而传 统旋 转 电 机 的效 率 和 功 率 因数 可 分 别 达 到 ．５ ０９ ０８。 因此 在 车 辆 同等 的 总质 量 下 ，直 线 电机 ． 和 ．５
冷直线电机系统两种技术方案。两种方案均 以要求的 空车质量 ２ 为基础进行 了牵引能耗仿真计算。根据 ９ ｔ
上 述 车辆技 术条 件 要 求 ，结 合 线路 条 件 ，进 行 列 车 的 线 路运 行仿 真 。 Ａ 载荷 下列 车速 度一 运行距 离 曲线如 图 １ 图 ２ Ｗ， 、 所 示 。其 中图 １ 行 方 向 为上 行 ，图 ２运 行 方 向为 下 运 行。 根 据上 面线 路仿 真 运 行 曲线 ，对 比分 析 强 迫 风 冷
直线 电机 系统 车辆 是 一样 的 。其 他 能耗 主要 是 指 电机
吴冬华 （９ ２ １７ 一）男 ，江西赣州人 ，高级工程师 ，硕士生 （ 收稿 日期 ：２０ —１ ０ ０ ８ ０—１ ）
ｌ８ ３
一 ＿ － ＼ Ⅲ
铁 道 机 车 车 辆
一 ． ＼ 镧 ＿ｑ目
第２ ８卷
８。 ＿ ８
能耗大小主要取决于车辆总质量、直线 电机效率、直
线 电机 损耗 以及 再 生 制 动率 等 因素 ，不 同 的系 统 配 置
对应 不 同的牵 引 能耗 。 车辆 的辅 助 系 统 能 耗 ，是 指 车
两种直线电机吊挂形式对直线电机地铁车辆动力学性能影响的比较研究的开题报告
两种直线电机吊挂形式对直线电机地铁车辆动力学性能影响的比较研究的开题报告1. 研究背景地铁车辆是城市轨道交通系统中重要的组成部分，其性能对整个系统的运行稳定性和舒适性有着至关重要的影响。
直线电机作为地铁车辆的动力源，具有结构简单、效率高、噪音小等优点，已经被广泛应用于地铁车辆中。
然而，直线电机的吊挂形式对地铁车辆的动力学性能也会产生一定的影响，因此比较研究两种不同的吊挂形式对地铁车辆性能的影响，对于优化车辆设计、提高运行效率具有重要的意义。
2. 研究目的本研究旨在比较研究两种不同的直线电机吊挂形式对地铁车辆动力学性能的影响，通过车辆动力学模拟分析，探讨吊挂形式对地铁车辆加速、减速、制动、稳定性等方面的影响，为地铁车辆的设计和运营提供理论依据。
3. 研究内容（1）文献综述对直线电机在地铁车辆中的应用、直线电机的吊挂形式、地铁车辆的运行性能等方面进行文献综述，总结目前研究现状。
（2）建立地铁车辆动力学模型基于多体动力学理论，建立地铁车辆的动力学模型。
考虑车辆的自重、载荷、摩擦力等因素对车辆动力学性能的影响。
（3）比较不同吊挂形式对车辆性能的影响分别采用不同吊挂形式的直线电机，进行车辆动力学模拟，计算分析车辆的加速、减速、制动、行驶稳定性等方面的性能指标，并对结果进行对比分析，探讨吊挂形式的影响。
4. 研究方法本研究主要采用文献综述、数值仿真、对比分析等方法，建立地铁车辆动力学模型，并通过有限元软件等工具进行数值仿真分析，比较研究不同吊挂形式对车辆性能的影响。
5. 预期成果通过比较研究不同吊挂形式对地铁车辆动力学性能的影响，得出吊挂形式对车辆性能的具体影响程度，为地铁车辆的设计和运营提供理论依据。
同时，本研究还可以为直线电机在其他场合的应用提供参考。
直线电机与城市地铁列车
直线电机城轨车辆性能特点
采用直线电机牵引技术，具有优良的动力性能和爬 坡能力 ，车轮仅起承载的作用，列车的牵引力不受 轮轨之间豁着条件的影响，所以能获得优良的动力性 能和爬坡能力。
线路的最大坡度理论上 可达到10%，目前可实 现8%。有利于线路纵断 面设计，减少隧道及高 架的过渡段，减少拆迁 工作量，隧道断面小， 大大降低工程投资 ‹车 轮只起车体的支撑作用， 轮径较小，使车辆总高 度降低，减少行走区间 的断面面积，整个系统 小型化，降低工程投资。
低效率、低功率因数的缺点
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12mm左右（比德国磁悬浮列车的气隙8mm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 0.70.8之间，功率因数也较低，一般在0.5-0.6之间；对于直线电 机气隙的安装、运行、 保养、维护较困难，如何确保运行中气 隙的精度是直线电机驱动地铁应给予高度关注的技术难题，为 此所需的工作量和维护成本较高，也容易引发安全性问题。 为了保证一定的牵引力和减少能耗，直线电机车载电磁铁与 轨道感应板之间的距离应控制在一定的范围内。
从旋转电动机到直线电机电动机的演化
直线电动机的工作原理与旋转电动机相 似。以直线感应电动机为例：当初级绕 组通入交流电源时，便在气隙中产生行 波磁场，次级在行波磁场切割下，将感 应出电动势并产生电流，该电流与气隙 中的磁场相作用就产生电磁推力。如果 初级固定，则次级在推力作用下做直线
运动；反之，则初级做直线运动。
直线电机城轨车辆及线于直线电机驱动的车辆具有比传统车辆更强的加减 速性能，有更高的停车位置控制精度，因此更易实现小 编组，高密度，自动驾驶的运行模式。它可以2-6辆灵活 编组，适应不同的客运量需要。 由于直线电机驱动地铁车辆仍采用钢轮和钢轨来支撑 和引导车辆运行，所以仍可采用长期运用成熟的、安全 可靠的轨道电路信号系统来实行对列车的信号传输、运 行监控和集中调度，运营适应性较好。 采用径向转向架，使运行性能大大改善 由于采用直线电机系统，没有了旋转动力源和机械变 速传动系统，因此有利于采用径向转向架。小而轻的车 辆，使转向架的结构简单轻巧，是该系统除直线感应电 机外，另一种具有革新性的走行机械设计。
直线电机车辆技术
摘要阐述直线电机车辆具有爬坡能力强、转弯半径小等优点，介绍国内外直线电机车辆的技术特点和现状，对直线电机车辆转向架设计、电气牵引系统、辅助系统、制动系统等方面进行详细介绍，指出直线电机车辆在国内的未来应用和发展趋势。
关键词直线电机; 车辆; 转向架; 牵引控制系统; 制动系统1直线电机车辆概述直线电机车辆是当今世界先进的城市轨道交通移动装备，因其采用直线电机牵引技术而得名。
直线电机车辆的原理是固定在转向架的定子( 一次线圈) 通过交流电流，产生移动磁场，通过相互作用，使固定在道床上的展开转子( 二次线圈、通常称为感应板) 产生磁场，通过磁力( 吸引、排斥) ，实现轨道车辆的运行和制动。
相对于旋转电机车辆，直线电机车辆具有以下优势:1) 直线电机牵引属于典型的非粘着驱动，不受轮轨之间粘着限制，具有良好的爬坡能力，常规的旋转电机坡度一般不超过30‰～40‰，而直线电机爬坡可达60‰～80‰，且不易受雨雪天气的影响。
2) 直线电机为扁平设计，车轮只起车体的支撑作用，轮径较小，车辆的轮廓尺寸可以减小，隧道断面小，可节省工程投资。
3) 方便采用自导或迫导型径向转向架，允许车辆通过半径小的曲线，为轨道线路设计提供了较大的选择范围，避免了地面建筑物或地下管线的大量拆除和重建的费用。
4) 直线电机牵引无需减速齿轮等装置，轮缘力和轮轨磨耗等性能指标大大减低。
我国地域辽阔，丘陵起伏，大江大河纵贯全国，如建设坡度超过30‰以上的城市轨道交通线路，就特别适合选择直线电机车辆。
2国内外直线电机车辆现状2．1国外现状目前，直线电机车辆技术在国外已经有30 多年的运用经验，总运用里程超过200 km。
直线电机运载系统在国外是技术成熟、安全可靠的轨道交通运载系统。
国外直线电机轮轨车辆系统均属于中小运量，车辆的载客量和尺寸都不大。
国外应用情况见表1。
国外直线电机车辆的主要制造厂商有庞巴迪、川崎重工等公司。
加拿大是世界上最早采用直线电机车辆技术的国家，其直线电机车辆为庞巴迪公司制造。
广州地铁直线电机模式小半径曲线钢轨磨耗分析
广州地铁直线电机模式小半径曲线钢轨磨耗分析摘要：针对地铁运营线路小半径曲线钢轨磨耗严重，存在行车安全问题，以广州地铁四、五号线运营线路小半径曲线现场工况环境条件和现场检测数据作对比，分析并得出导致钢轨磨耗严重的各种因素。
关键词：钢轨小半径曲线磨耗Abstract:Based on the test data and field observations, this speech describes the rail wear situation of sharp curve rail since the year of the Guangzhou subway line No.5 opening, analyzes the reasons for the accelerating the rail wear, comes up with the measures for slowing down the wear according to the actual situation.Key words: rail；sharp curve rail；wear中图分类号：U231+.2文献标识码：A 文章编号：前言：广州地铁四号线CJD1和五号线RJD2均为100m小半径曲线，采用L型直线电机列车，该类列车车轮仅起承载的作用，其牵引力不受轮轨之间的粘着条件影响，而是通过列车切割磁场产生电磁推力。
本文对该两条相同半径的曲线进行全面比较，以检测数据和现场实际情况为基础，分析在小半径曲线地段影响钢轨磨耗加重的各种因素，以供参考。
1 磨耗现状：2011年广州地铁四、五号线小半径曲线第二季度磨耗季检，对四号线CJD1、五号线RJD2现场检测数据汇总，得出以下对比数据（见表1）：四号线CJD1经过5年的开通运营，磨耗情况相对较稳定，平均总磨耗为3.0mm。
五号线RJD2经过1年半的开通运营，侧面磨耗和垂直磨耗急速发展，最大侧磨以达到14.97mm，根据《广州地铁线路维修规程》的相关规定，此磨耗情况已达到钢轨轻伤标准，该段曲线伤损钢轨已在2011年7月完成更换。
广州地铁4号线直线电机车辆对标不准分析及改进
广州地铁4号线直线电机车辆对标不准分析及改进作者：罗庆来源：《现代城市轨道交通》2019年第04期摘要：广州地铁 4 号线国产化直线电机车辆出现对标不准的故障现象。
针对直线电机车辆在通过感应板不连续区域发生对标不准的现象进行原因调查和分析，提出针对该故障的改进措施。
基于分析，通过修改牵引软件来改善列车正线对标不准的问题，并通过正线试验找到最佳参数。
关键词：地铁；国产化；直线电机；对标不准；故障分析；电空制动中图分类号：U1210 引言广州地铁 4 号线车辆采用中车青岛四方机车车辆股份有限公司生产的 4 节编组全动车的国产化直线电机车辆，匹配的信号系统为西门子公司供货的基于无线通信的移动闭塞系统。
由于城市轨道交通车辆采用高密度、大运量的运转方式，因此列车发车间隔短，通常列车在车站站台的停车精度为±0.3 m 时，可保证站台屏蔽门与车门同步自动开启。
若停车精度在±0.6 m 以上，则需要司机通过手动介入二次停车对标。
广州地铁 4 号线国产化车辆自 2017 年底投入上线运营后，在部分车站频繁出现列车自动运行（ATO）进站停车欠标 2 m 以上的故障现象，导致司机必须手动介入二次停车对标，严重影响了运营质量。
1 原因分析故障发生后，广州地铁联合车辆和信号供应商从以下几个方面调查，分析造成 ATO 进站停车欠标的故障原因。
1.1 电制动力异常车辆和信号供应商安排车辆在感应板连续区域进行恒定制动力测试，具体如图 1 所示。
图中，信号系统测试 100% 制动级位的停车曲线，黄色曲线为瞬时减速度曲线，车辆全程瞬时减速度较为稳定，在 1.0 m/s2 附近有小幅波动，完全响应信号专业的指令要求。
鉴于此，直线电机车辆自身制动力满足采购合同及接口要求。
1.2 进站前感应板不连续为测试车辆正线对标情况，在广州地铁 4 号线正线进行对标测试。
测试结果表明，车辆绝大部分欠标发生在进站前感应板不连续的站台。
广州地铁一号线运营组织对车辆能耗的影响分析
停 站方 案及 运行 方 案等 。 这部分 的 能耗是 可 控 的 。 可采 用“ 适 当调 整列 车最 高 限速 ” 的运 营模 式达 到 节能 的 目 １ ． ２ 广 地铁 一 号线 车辆 能耗 现状
车辆 的能耗 与 列 车运 营 时 的实 际情 况有 着 密切 的
作 者 简 介 ：毛 如 香 ， ２ ０ ０ ０年 毕 业 于 西 南 交通 大 学机 械 工程 自动化 专 业 ， 在读硕士 ， 从事轨道交通车辆设计工作。 基金 项 目：广 州 市 科 技 计 划 项 目资 助 （ ２ ０ １ １ Ｙ５ — ０ ０ ０ ０ ９ ） ； 中 国南 车 股 份 有 限 公 司 科 技 研 发 项 目（ ２ ０ １ ３ Ｎ Ｃ Ｋ ０ ２ ９ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｍｅ ｔ ｒ ｏ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ；ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ
０ 引言
城 市 轨 道交 通 系 统是 一 个 复杂 的 、技 术 密集 的公
・技 术探 讨 ・
广 州地铁 一号线运 营组 织 对 车辆 能耗 的影响分析 木
毛如香 。 李 亘， 汪 波， 张艳 萍
（ 南 车株 洲 电 力机 车 有 限公 司 技 术 中心 ， 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 文章对广州地铁一号线运营组织现状进行 了分析 ， 通过对 车辆能耗 的测试对 比 ， 对运营组织提
Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ａｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｏ ｐ ｅｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ
永磁直驱地铁列车能耗分析及验证
永磁直驱地铁列车能耗分析及验证
陈小伟;马晓光;张琳;赵正虎
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2024(27)5
【摘要】[目的]地铁列车的永磁直驱技术作为一种新型的牵引方案,在节能、降噪等方面具有一定的优势,特对其节能效果进行研究。
[方法]通过理论分析,探讨了永磁直驱地铁列车相对传统的异步牵引电机齿轮传动地铁列车在能耗方面的优势,并以徐州1号线永磁直驱列车为例,介绍了永磁直驱地铁列车的设计方案;结合实际线路情况,计算了永磁直驱地铁列车相对传统异步牵引电机齿轮箱传动地铁列车的节能效果;最后通过试验验证了其优势。
[结果及结论]在节能方面,永磁直驱牵引系统相比传统异步牵引电机齿轮箱传动系统具有较高的优势。
【总页数】4页(P163-166)
【作者】陈小伟;马晓光;张琳;赵正虎
【作者单位】中车南京浦镇车辆有限公司技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】U270.33
【相关文献】
1.地铁车辆新型永磁直驱转向架的设计和分析
2.长沙地铁1号线永磁同步牵引列车能耗分析
3.永磁直驱式带式输送机系统动态特性及能耗分析
4.B型地铁车辆永磁
直驱转向架的研制及性能分析5.汇川经纬开启节能降碳新篇章全国首列全碳化硅永磁直驱列车通过载客前评审
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广州地铁直线电机列车能耗对比研究
发表时间：2019-03-27T16:01:56.907Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：黄海森
[导读] 摘要：广州地铁五号线采用直线电机列车，列车各系统所需要的能耗是地铁运营成本的一大组成部分。
（广州地铁集团有限公司运营事业总部 510000）
摘要：广州地铁五号线采用直线电机列车，列车各系统所需要的能耗是地铁运营成本的一大组成部分。
本文以五号线三种车型为分析对象，通过分析影响列车能耗的主要因素，在记录能耗数据的同时，收集对能耗起影响作用的外在因素数据，在进行能耗对比时，其他因素尽量保持统一，主要的变量是车型的不同。
通过上述的方式进行能耗的对比，得出三种车型能耗数值的差距，分析降低能耗的可行性和方法，为节能提供有效建议。
关键词：直线电机；能耗；节能
引言：
地铁列车采用电能作为动力，由于庞大的运力及车厢舒适度需求，电能的消耗成为地铁运营成本的一大组成部分，为节能减排和降低运营成本，了解地铁能耗的组成并寻找降低能耗的方法，显得尤为重要。
（一）研究对象的选择
广州地铁五号线直线电机车辆分为三种车型，分别是不同时期采购的L2、L4-Ⅰ（采用三菱牵引系统）和L4-Ⅱ（采用时代电气牵引系统）型车，由于L2车和L4-Ⅰ车分别只有三列车安装了能耗装置，拟全部选取，而12列L4-Ⅱ车全部安装了能耗装置，以随机原则选择101102车、111112车和121122车。
（二）研究过程中采取的方法
在本次课题中，将对三种车型的能耗进行对比，由于列车在不同时间段（载客量不同）、不同运行区间、不同环境中所消耗的电量都将不同，因此，在进行对比之前，必须统一其他因素，将同样外界环境的数据放在一起进行对比。
在本次调研课题中，采用控制变量法。
（三）能耗数据采集
分析发现影响能耗值的因素主要有几大类，包括运行时间、运行区间、载客量、环境温度和电机气隙。
对上述影响能耗的参数进行收集，并按照同一范围值进行分类对比的原则，作如下分类：
载客量
（四）三种车型能耗对比
能耗的计算公式：消耗电量=牵引电量-反馈电量，对收集到的数据进行分析，根据不同影响因素的类别参数进行分类，由于列车能耗各种影响因素分类众多，能耗装置运用时间较短，数据量有限，通过对数据的筛选和整理，下列10个类别在三种车型中均有足够的数据样本，可以作为三种车型各自的代表，对其能耗进行计算并求平均值，结果如下：
以上三种车型的能耗数据用折线图直观展示如下，L4-Ⅱ型车的能耗明显低于上述两种车，节能将近20%。
图1 五号线三种车型能耗对比
（五）分析结论与讨论
在分析数据中发现，L4-Ⅱ之所以能耗比其他两种车型低，主要有两个直观的体现，一是由于L4-Ⅱ型车反馈电量远多于其他两种车型的反馈电量，二是L4-Ⅱ型车的牵引电量较少，以八月份031032车、081082车和111112车为例，三种车型的平均牵引电量、平均反馈电
量、平均消耗电量如下图
图2 三种车型的平均牵引电量、反馈电量及消耗电量
通过数据统计结果及三种车型各自的差异，初步判断，导致L4-Ⅱ型车如此节能的原因主要有以下三个： 1.VVVF软件控制逻辑不同，L2型车与L4-Ⅰ型车采用矢量控制方式，而L4-Ⅱ型车采用直接转矩控制，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。
2.L4-Ⅱ型车VVVF牵引电路中过压吸收电阻能更大程度发挥电
制动的功能，列车电制动反馈电能到网压后，如果检测到网压超过1800V，则通过过压吸收电阻将多余的电能吸收，而L2型车和L4-Ⅰ型车在电制动过程中若检测到网压超过1800V，则自动退出电制动。
因此，L4-Ⅱ在制动过程中能向电网反馈更多的电能。
3. L4-Ⅱ型车空调采用四压缩机组，除了能工作在50%模式和100%模式外，也能使空调工作在25%制冷模式，而L2和L4-Ⅰ型车单个空调机组仅能工作在50%和100%的模式。
根据此前相关课题对空调能耗的对比研究，L4-Ⅱ型车空调能耗比L2/L4-Ⅰ型车节约15%左右。
因此，在节能方面，可以考虑如下几种方式：
（1）优化L2/L4-Ⅰ型车的VVVF软件，提高牵引电机的功率因数，降低能耗；
（2）参考过压吸收电阻在电制动中起到的作用，对L2/L4-Ⅰ型车硬件控制逻辑提出优化，使列车在制动过程中向电网反馈更多的电能；
（3）减少非正线运营时列车开启空调和照明的时间；
（4）对L2和L4-Ⅰ型车的空调机组进行换型改造；
（5）进一步分析电机气隙与能耗值的关系，提出更好的电机高度调整值。
（六）结束语
本课题研究通过大量数据分析得出L4-Ⅱ型车的能耗明显低于L2和L4-Ⅰ型车的能耗，从数据显示，L4-Ⅱ型车牵引电量较低，反馈电量较高。
参考文献：
［1］广州地铁车辆中心技术研发部.《六号线L3型车牵引能耗测试报告》.2014.01.24
［2］广州地铁车辆中心技术研发部游高祥.《五号线列车能耗分析报告》
［3］广州市地下铁道总公司刘宝林.《地铁列车能耗分析》
［4］中国铁道科学研究院.《广州地铁四、五号线研究性试验报告》.2009.12
［5］广州地铁车辆二部.《五号线国产化列车与非国产化列车空调能耗对比分析》 .2015.3.8。