直线电机地铁能耗分析

直线电机地铁能耗分析作者：孙执

来源：《科技风》2020年第02期

摘;要：本文以直线电机L型地铁和旋转电机B型地铁为例，对两种地铁的运行能耗进行对比分析;结合工程实践，探讨了直线电机轨道交通系统的节能措施。

关键词：直线电机地铁;能耗

1 概述

伴随社会经济的持续、高速、稳健发展，城市化进程的持续加快，与之相配套的交通问题越发突出，并且已经成为影响整个城市发展的问题所在。对于整个城市当中重要交通工具的地铁，其凭借自身舒适、安全、快捷等优点，而得到快速发展。需要指出的是，在整个地铁架构当中，作为其重要配套的直线电机轨道交通系统，在当前背景的驱动下，并且凭借比较低的造价，比较强的线路适用性，以及在具体的养护、维修上所具有的便捷性，而逐漸成为一种实用且高效的交通方式。

2 旋转电机B型地铁和直线电机L型地铁能耗比较

为了了解列车在“牵引-制动”过程的能耗情况，设定列车在平直道上从静止开始以100%牵引加速至75km/h，然后以100%常用制动减速至15km/h，实测并计算这一过程中列车的能耗。AW2载荷下B型地铁和L型地铁参数曲线见下图。

从左表可以看出，在“牵引-制动”全过程模式下，AW2载荷状态下，吨公里的能耗B型地铁比L型地铁低54.2%，人公里能耗B型地铁比L型地铁低31.1%。

3 直线电机L型地铁能耗分析

针对直线电机来讲，其所具有的结构好坏，其不仅对其效率具有决定左营，而且还决定着其功率因数;需要指出的是，其相比相对旋转电机，尽管功率较低，但需要说明的是，其借助各项措施，比如采取切实措施，促进整个车辆在具体的空载质量上的降低，积极提高整个牵引传动系统运作状态下的实际效率，以及将其自身的爬坡能力给予最大程度提高等，以此达到最大化降低整个轨道交通各项辅助设施的基础能耗，最终实现系统在总体上的单位人公里能耗的降低。当车辆始终保持在额定载荷（AW2）状态，此时，整个车辆在具体质量上，能够大幅减轻，而减轻幅度可达10%;如果有着相对不变的载客量，那么在此种状况下，单位人公里在总体的牵引能耗方面，能够实现大幅降低，降幅达10%;要想从根本上促进直线电机牵引传动系统总体性运行效率的提升，不仅要采取切实可行的措施，提高电机本体的功率因数之外，还应积极制定有效方面，实现其运行效率的提高;除此之外，还可根据现实需要，选用铜材料次级感应板。针对直线电机而言，如果其气隙从之前的12mm改变成9mm，那么此时，如果列车处于加速状态，并且还选用的是比较先进且实用的铜质次级感应板，那么列车在一种额定载荷情况下，其在具体的牵引能耗上，能够实现大幅降低。经既往研究得知，针对由制动所产生的能量，其能够结合各项有效措施而消除掉，比如合理设计与规划列车的运行图，使所产程的这部分能量得以吸收，此乃综合、高效利用此部分能量的重要措施。

4 结论

综上，针对直线电机车辆来讲，与其相对应的牵引能耗高于旋转电机车辆，通常可达到30%。但需要指出的是，在现实运作当中，可采取提高车辆利用系数及降低整车重量、合理布置感应板、降低运行气隙等措施来最大程度提高直线电机牵引传动系统的运作效率;还需要说明的是，在现实操作当中，还需要与直线电机车辆自身所具有的特点相结合，比如高架线路、利用节能坡等，来最大程度降低整个轨道系统的运行效率，最大化降低其运行能耗。

参考文献：

[1]李娜.直线电机城市轨道交通系统的特点和应用[J].电力机车和城轨车辆，2005，28（3）：52-54.

[2]时瑾，魏庆朝，万传风.直线电机地铁线路设计关键技术[J].中国铁道科学，2004，25（2）：130-132.