地铁直接电机介绍

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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 1 500 V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IGBT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IGBT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R150 m,车辆段R60 m

供电电压: DC 1 500 V

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: 2006 01 16 修回日期: 2006 01 23

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: 71 640 mm

A车长度: 17 600 mm

B车长度: 16 840 mm

车体外部最大宽度: 2 890 mm

车辆高度(轨面至车顶高、新轮) : 3 625 mm

转向架中心距: 11 140 mm

车辆固定轴距: 2 000 mm

车轮直径(采用整体辗钢车轮, 新轮) : 730 mm

车轮直径(半磨耗) : 690 mm

车轮直径(全磨耗) : 650 mm

轮对内侧距: 1 353 ±2 mm

客室车门数量: 3对/侧

客室车门的净开宽度: 1 400 ±4 mm

客室车门的净开高度: 1 860 ±10 mm

贯通道宽度: 1 300 mm

贯通道高度: 1 900 mm

A、B车(空车) :约29 t /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: 100 km /h

列车最大运行速度: 90 km /h

起动平均加速度( 0 ～35 km /h ) : 大于等

于1. 0 m / 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52 km /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. 0 m / s2

紧急制动平均减速度:大于等于1. 3 m / s2

车辆外形尺寸如图1和图2所示。

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2车辆主要系统

2. 1 车体

车体结构采用轻量化设计,整体承载结构,底架无

中梁。车体采用大断面挤压铝型材全焊接结构,地板、车顶、侧墙、端墙采用隔热和隔音材料。每节车每侧设置3套电动塞拉门,列车中间车辆连接设有贯通通道。

A车司机室端采用全自动车钩,另一端为半永久车钩;

B车一端采用半永久车钩,另一端为半自动车钩。车

钩后端部设有可复原的能量吸收功能的缓冲机构, A

车底架前端设防爬器。

2. 2 转向架

采用庞巴迪的BM3000 型直线电机径向转向架。

转向架采用高锰合金焊接构架内置布置方式,轮径全

新为<730 mm,以降低重心和重量。一系悬挂装置为

金属橡胶弹簧弹支承的弹性定位装置,并具有利于曲

线通过的轮对自导向功能;二系悬挂装置为空气弹簧

带摇枕结构,并设有抗侧滚扭杆装置。

基础制动为外置式盘式制动,每根轴装备2 个摩

擦制动盘,每个制动盘配备1 个盘式制动单元。盘式

单元制动器安装于转向架端梁两侧。

直线电机采用三相直线感应电机(L IM) ,冷却方

式为自然冷却式,额定功率155 kW。每节车配置2台

两轴径向转向架,每台转向架安装1台直线感应电机。

直线电机悬挂于两轴箱的支撑横梁上,其悬挂高度不

受一系簧空、重车高度变化、动挠度变化和橡胶弹簧蠕变的影响,能够保持直线电机与感应板的间隙保持相

对稳定,其间隙可控制到9 mm。直线电机悬挂在支撑

横梁的吊臂上,吊臂安装在支撑梁上,共有5 个吊臂,

形成直线电机5点悬挂。直线电机的运动通过吊臂传

递给直线电机连接节点,这种设计的3个牵引连杆及5

个吊臂杆可以承担纵向牵引力、制动力和垂向吸引力。直线电机悬挂系统设有4 个调整机构及弹性装置,与

一系簧互为独立的结构。

感应板结构采用爆炸焊方式将铝板焊在钢板上,

宽度为360 mm,铝质材料厚为7mm。

2. 3 牵引、电制动

主电路通过HB和线路接触器连至输入电网,从电

网获得电能。VVVF逆变器将1 500 V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,采用1

台VVVF逆变器向2台直线感应电动机供电的交流传

动系统,直线电机控制方式为间接矢量控制方式。VVVF逆变器采用IGBT元件和脉宽调制技术;

VVVF逆变器系统采用微机控制技术,并有诊断和故障信息储存功能。逆变器由IGBT模块组成,能够实现变

压变频控制,控制牵引电机的磁通量和转矩,使得列车

速度能在一个很宽的范围内调节。它还能够实现牵

引/再生、电阻、高转差率、反接制动操作和向前/向后