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。
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 RAPI D RA I L TRANS 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I GBT 元件和脉宽调制技术的牵引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 GBT 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ATO 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 ang sha ohua ng@g zm tr .com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:1900mm A 、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 A W 2:A 车218人,B 车243人 A W 3: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:100k m /h 列车最大运行速度:90k m /h起动平均加速度(0~35km /h ):大于等于1.0m /s2在额定负荷(AW 2)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。
探讨地铁车辆在轨道不平顺状态下的运行性能
探讨地铁车辆在轨道不平顺状态下的运行性能作者：张东辉来源：《丝路视野》2018年第33期【摘要】地铁车辆在轨道不平顺的状态下会在瞬间产生强烈的振动、摇摆等不良响应，在以直线感应电机为驱动电机的地铁车辆架构之中，途径线路的随意型不平顺、高低不平顺、交点及隆起不平顺等状态，会造成地铁车辆的动力性能发生较大的改变，大幅降低地铁车辆的运行稳定性。
【关键词】地铁车辆；轨道；不平顺；运行性能一、直线电机地铁车辆及轨道不平顺概述直线电机地铁车辆以扁平结构的感应电机为驱动，其转向架结构采用架悬挂式、轴悬式和副构架式，它们表现出不同的特性，各有利弊。
总体来说，直线电机地铁车辆的优势性能体现于以下方面：（1）良好的动力性能。
直线电机地铁车辆以直线感应电动机为牵引驱动，轮轨与电机间的垂向间隙处于1.0-1.2cm时可以较好地保证地铁车辆的平稳运行。
（2）实现径向转向架。
直线电机地铁车辆通过柔性定位的方式，缩减转向架的轴距，降低径向转向架的横向刚度，增强地铁车辆的曲线通过能力，确保地铁车辆运行的稳定性。
（3）降低振动及噪声干扰。
直线电机地铁车辆中没有齿轮箱，有效减少和降低过曲线时轮轨的齿合振动及噪音。
（4）良好稳定的运行适应性。
直线电机地铁车辆采用非粘着驱动方式，以直线电机替代旋转电机，能够良好地适应爬坡、加减速、曲线通过等不同状态，具有极高的线路自由选择度，体现出良好的运行适应性。
轨道不平顺主要是钢轨与轨道板在纵横方向的振动变形状态，如：垂直方向的位移、弯曲、翘曲等变形。
其中：（1）轨道垂向不平顺由轨面磨耗不均匀、接头不平、路基及道床弹性不均而生成，引发地铁车辆的垂向振动。
（2）轨道水平不平顺。
这是由车辆左右两轨的高差而引发的，导致地铁车辆出现侧滚的问题。
（3）轨道方向不平顺。
轨道铺设时的初始弯曲、养护使用的累积弯曲会导致轨道方向的不平顺，引发地铁车辆出现横向摇摆或侧滚振动。
（4）轨距不平顺。
这是由左右两轨的方向不平顺而导致的，极大地影响了轮轨磨耗和运行稳定性。
100km-h直线电机地铁车辆转向架的设计与研究
100km-h直线电机地铁车辆转向架的设计与研究100km/h直线电机地铁车辆转向架的设计与研究引言：随着城市化进程的加速，地铁交通作为一种快速、高效、环保的公共交通方式，在城市交通中扮演着重要角色。
为了满足城市快速发展的需求，提高地铁运行速度和安全性成为摆在我们面前的重要课题。
车辆转向架作为地铁运行中的重要组成部分之一，直接关系到地铁车辆的操控性、稳定性和安全性。
因此，对100km/h直线电机地铁车辆转向架的设计与研究至关重要。
1. 转向架的基本原理转向架是地铁车辆中负责转向的部件。
它通过承载车体重量并传递横向力，使车体能够在轨道上转向。
转向架一般由承载架、动力齿轮、传动装置、转向机构和控制系统等组成。
其中，动力齿轮通过与齿轮箱连接，传递电机动力，实现转向机构的旋转。
2. 设计要求与挑战针对100km/h直线电机地铁车辆转向架的设计，我们需要满足以下要求：（1）高速稳定性：地铁车辆在高速行驶过程中需要保持良好的稳定性，转向架的设计要保证良好的操控性和稳定性。
（2）重量轻、强度高：转向架需要承载车体的重量，并承受各种力的作用，因此需要在重量和强度之间取得良好的平衡。
（3）安全可靠：转向架需要具备良好的可靠性和安全性，以确保地铁车辆在运行过程中不发生故障。
在满足这些要求的同时，我们还要面临着技术挑战，如高速行驶引起的振动、噪音控制、磨损与疲劳等问题。
3. 设计与研究方法在设计与研究100km/h直线电机地铁车辆转向架时，我们采用了以下方法：（1）结构优化：通过工程力学的基本理论和方法，对转向架的结构进行优化，寻求最佳的结构设计方案，以提高转向架的强度和稳定性。
（2）材料选择：选用高强度、轻量化的材料，如铝合金等，提高转向架的强度和减轻整体重量。
（3）动力学分析：通过对转向架运行过程中的力学特性进行分析，寻找合理的转向机构设计和传动装置配置方案。
（4）试验验证：在设计完成后，进行多种试验验证，检验转向架的性能和安全性。
国产新型直线电机地铁车辆转向架
《装备维修技术》2020年第4期— 217 —国产新型直线电机地铁车辆转向架孙艳波 孙卓奇（中车长春轨道客车股份有限公司 130062）摘 要：目前我国使用的直线电机地铁车辆转向架仍需从国外大量地进口。
为了让转向架能够实现国产化，并在国外的基础上优化设计性能，在目前国内研究的基础上开发了无摇枕、轻量化构架等新型成熟技术。
相关技术人员通过大量的实验验证，成功满足了运输线路的运用要求。
对于积累我国在此领域的经验和成熟技术具有重要含义。
关键词：直线电机；地铁车辆；转向架引言：在20世纪80年代中旬，国外率先开始运营直线电机牵引运载的相关系统，之后在西方发达国家，例如：美国、加拿大等陆续出现直线电机地铁车辆运用于商业贸易。
中国则在1980年意识到直线电机牵引运载系统的重要性，并投入人力和物力开始研发。
在2005年12月成立广州地铁4号线，是国内首条城市轨道交通直线电机线路。
在相继的几年内，首都国际机场和广州地铁也陆续开展相应的车辆线路，由此可见，直线电机地铁车辆线路是每个国家需要大力研发和运用的轨道交通。
1 直线电机地铁车辆转向架直线感应电动机用于驱动直线电机车辆。
悬挂在转向架上的直线电机直接作用于在轨道中心的感应板上，由此产生相应的牵引力。
作为目前世界上最主要的城市轨道交通形式之一，直线电机地铁车辆在现代轨道交通运输过程中得到更加广泛的运用，并不断被出行的人们所信任。
直线电机车的牵引力与传统电机车辆相比较而言，不依赖轮轨附着，爬坡能力高达80‰。
在面对特殊的环境也具有相当突出的优势，使车辆对钢轨损伤小、钢轨磨损少、使用寿命长、使得工程的寿命成本降低。
2 总体介绍目前国内的地铁所采用的转向架均安装了带动力的直线电机。
由于列车内的各种零部件分布各不相同，将转向架也分为了不同的种类。
但主体结构大致相同：包含构架、一系悬挂、轮对轴箱装置、实现电机悬挂装置、其它零部件等，以下是对主体结构的详细介绍。
3 车辆转向架的结构和功能3.1 构架钢板与钢管焊接成“目”字作为构架的主体结构，包括边梁、横梁、端梁及各功能的零部件安装成相应的底座。
广州地铁4／5号线直线电机车辆简介
３６ ｍ ５０ ｍ ２０ ｍ １０ ｍ １０ ｍ ９０ ｍ
９０ ｍ ３ｍ
常用制动平均减速度 ≥１０ ｓ ．ｍ／２ 紧急制动平均减速度 ≥１３ ｓ ．ｍ／２ 常用制动对所有负载工况（ Ｗ０一 Ｗ ） Ａ Ａ ３ 均有
效。
列车停放能使超负荷（ Ｗ３ 的列车在 ６￣ 坡 Ａ ） ０ａ ＇ ｏ
个往返 ； 在损 失 １２动 力 时， Ａ ／ 在 Ｗ２状 态 下 ， 在 可
客室车门数量
客室车门的净开宽度
３ 侧 对／
１０ ｍ ４０ ｍ
６ ％ 的坡道上起动 ， ０ｏ 并能使列车行驶到最近车站；
－
客室车门的净开高度
／
距
１６ ｍ ８０ ｍ
Ｎ 空 载列 车牵 引一列 在 Ａ Ｗ３状 态 （ 动 无
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广 州 地铁 ４ ５号线 直 线 电机 车辆 简 介 ／
技术中心产品开发部 张敬明 张 安
直线电机车辆是 当今世界上最先进的城市轨 道交通工具之一。目前世界上 已有 １ 几条直线电 Ｏ
Ａ车 一带司机室动车 Ｂ 一不带司机室动车 车 列车编组 一 ＋Ｂ ＝ Ｂ ＋Ａ一 Ａ
辅 助线 车场线
６ ｍ ｏ
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最大坡度
正线 ６ ％ ００
车轮直径（ 全磨耗） 轮对 内侧距
６０ ５ ｍｍ １５ ３ ３±２ ｍｍ
辅助线 、 车辆段
车辆主要结构尺寸 车辆长度（ 不含列车两端车钩 ）
Ａ车 Ｂ车
７ ％ ００
一
列车超载载客量 Ａ （ ）／ ２ Ｗ３ ９ ｋ ｍ ）
供电方式 车辆段以柔性接触 网受 电方式受电， 隧道 内、
广州地铁四号线直线电机车辆保压制动故障分析
广州地铁四号线直线电机车辆保压制动故障分析摘要介绍广州地铁四号线直线电机车辆制动的方式和原理，以及分析在车辆调试中出现的保压制动故障关键词地铁车辆保压制动直线电机制动控制1 概述目前地铁列车中广泛应用的制动系统控制方式有两种，分别是架控式和车控式。
传统的车控式制动控制是由一个电子控制单元（包括制动控制电子装置和防滑电子装置）控制一节车两个转向架。
架控式制动控制就是指一个电子控制单元控制一个转向架，广州地铁四号线列车采用的是架控式，采用了KNORR 公司的新型分布式制动控制系统EP2002，该系统由网关阀（简称G 阀）和智能阀（简称S 阀组成），EP2002 阀在单元车上分布如下（见图1）：图 1 EP2002 阀分布图与传统的系统相比，EP2002 具有的优点是：根据单个转向架负载执行制动控制；单点故障造成的故障影响只限于一个转向架的制动；更适用于高速小编组列车；增强的故障和诊断能力；可配置的事件记录；可靠性更高；体积和重量更小；机电集成封装；备件保有量减少；通用和集成的控制部件；集成防滑保护功能；符合最新的国际安全和软件标准。
2 目前制动方式目前广州地铁 4 号线直线电机车辆制动方式有：常用制动、快速制动、弹簧停放制动、紧急制动和保压制动。
2.1 常用制动在常用制动下，电制动和空气制动一般都处于激活状态，以便电制动和空气制动之间及时转换。
施加常用制动时，车辆优先使用电制动，如果电制动力不足，则由空气制动补充所缺的制动力。
常用制动最大的平均减速率为1.0 m/s2。
当车辆速度为6 km/h 时，电制动逐步退出，空气制动按比例施加。
车辆在AW2 载荷以下，电制动完全满足最大常用制动力要求。
直线电机车辆驱动方式的最大特点是驱动力和电制动力不受粘着的限制，受定子与转子系统的电磁性能的影响。
因此广州地铁四号线车辆的常用制动在6 km/h 以上为非粘着制动。
2.2 快速制动广州地铁四号线车辆设计有得电施加无电缓解的快速制动，快速制动由司机控制器手柄人工施加。
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。
直线电机地铁转向架的若干方面思考
直线电机地铁转向架的若干方面思考1 直线电机系统的工作特点直线电机系统的工作原理是将旋转电机展开，转子展开后安装在轨道上，形成感应板；定子展开后安装在车辆转向架上，形成直线电机。
通过感应电流磁化的车载磁铁产生排斥和吸引，对车辆实现驱动和制动[ 1]。
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。
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，不受粘着系数的限制。
具有较强的爬坡能力（最大坡度可达80%），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，降低线路制造成本。
（2）取消了旋转电机和齿轮箱，减少了噪声，转向架内部空间可用来安置自导向或迫导向机构，使转向架更趋于简化。
（3）圆形电机取消后，轮径可以减小，从而提高轮对的蠕滑导向能力，有效地降低车辆地板高度，实现车辆的小型化，进而减小隧道的空间。
（4）取消旋转电机后，可以实现构架内置，从而减小转向架重量。
（5）直线电机对气隙要求高，气隙是指直线电机与感应板之间的间隙，间隙小会引起碰撞，间隙大会导致传动效率降低。
从直线电机的特性上来看，励磁无功功率与气隙成正比，其功率和功率因数也要比普通电机稍差些，所以希望气隙要小一些；但考虑到感应板的制造、铺设施工精度和运行中的变动，气隙不可能太小，一般多设定在10 mm ～12 mm 。
2 直线电机转向架的基本结构地铁车辆转向架为二轴转向架，每台转向架由1台直线电机驱动，转向架结构示于图1。
直线电机通过悬挂梁采用全悬挂方式安装在转向架轴箱上，悬挂结构如图2所示。
直线电机与转向架之间以及车体和转向架之间的纵向作用力的传递通过纵向牵引杆来实现。
构架俯视呈“目”形结构，采用箱形全钢板焊接结构。
构架侧梁由U 形断面压型的上下盖板组焊而成，为中间下凹的鱼腹箱形结构，以保证侧梁的抗弯、抗扭性能。
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。
城轨车辆直线牵引电动机原理和案例分析
4)噪声低。直线电机电梯没有减速器、旋转 电机及液压油泵运转时所产生的噪音，也没有钢 丝绳和曳引轮之间摩擦所产生的噪声，而且钢丝 绳的寿命也会大大提高。
3、 结构与原理
（1）直线异步电动机结构 定子：带齿槽的电工钢片叠成，槽里嵌有绕组 转子：非磁性体(铜板或铝板)和磁性体(钢板)构成的复合金属板。
直线牵引电动机原理分析
一、直线牵引电机工作原理
直线电机可认为是旋转电机在结构方面的一种演变
图2-50 直线异步电动机结构原理图
由于用直线运动取代了旋转运动，因此称之为直线电动机。
1、直线电机特点：
（1） 无旋转部件，呈扁平形，可降低城轨车辆的高度。 （2） 能够非接触式的直接实现直线运行，因此可不受粘着的
3.4 用于长距离的直线传输装置
(1)运煤车
图3.27所示为直线电机运煤车示意图。矿井 运煤轨道一般很长，每隔一段距离，在轨道中间 安置一台直线感应电动机的初级。一列运煤车由 若干矿车组成，每台矽车的底部装有铝钢复合次 级。直线电机的初级依次通电，便可把运煤车向 前推进。
(2)新型电梯 图3.16所示的永磁式直线同步电动机矿井提
5、边缘效应
直线电机是长直、两端开断的结构，存在 始端和终端，引起了边缘效应(端部效应)。
① 静态纵向边缘效应 ② 动态纵向边缘效应 ③ 横向边缘效应
在气隙中出现脉振磁场 在横向的边缘区域磁场削弱， 和反向行波磁场，运行过程 造成空载气隙磁场横向分布的不 中将产生阻力和增大附加损 均匀，这是第一类横向边缘效应。 耗。这种效应当初、次级相 次级导体板对电流分布及气隙 对静止时也存在，因而称为 磁场密度沿横向分布的影响，称 静态纵向边缘效应，纵向即 为第二类图横2-向61直边线缘电机效行应波磁场 磁场移方向动上的的涡方流向分布。
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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