小議城市軌道交通電氣技術

陳 萍

（南京耀華水電安裝有限公司 江蘇 南京 210000）

小議城市軌道交通電氣技術

陳 萍

（南京耀華水電安裝有限公司 江蘇 南京 210000）

當前，我國很多城市面臨交通問題，軌道交通是一個有效手段。電氣技術是軌道交通建設過程中的重要技術問題，本文針對這一問題進行了詳細闡述。

城市；軌道交通；電氣技術

對于我國城市軌道交通來說，電氣技術在其中發揮著重要的作用，對于軌道交通的建設質量意義重大，需要對其進行深入研究，本文對其進行重點分析。

1　關于直線電機

對于城市軌道交通來說，車輛一般采用的徑向轉向架屬于自導式，不但簡化結構，同時還能使得車輛比較容易通過半徑比較小的曲線，確保其在這樣的線路上運行時比較平穩。在地鐵工程中，直線電機車輛主要采用的是直線感應電機進行牽引，它的主要構成包括轉向架上面的定子以及在鋼軌中進行鋪設的感應板，圖1是直線感應電機的轉變過程。

圖1　

在利用這種電機進行工作的時候，不但會產生推力，同時還會有垂向力以及側向力產生。因此，在對推力工作點進行選擇的時候，需要考慮到垂向力和側向力這兩種力量對于支承裝置造成的影響。車輛利用這種電機進行制動的時候，主要采用兩種電動方式：①再生制動；②反接制動。在緊急制動的時候，主要采用的是空氣制動和再生制動結合的方式，利用車輛非粘著制動這一特點。在地鐵系統中采用直線電機，具有一定的優勢，對于直線電機牽引來說，它是非粘著驅動，不會被輪軌之間造成的粘著所限制，其爬坡能力比較好。對于常規鐵路來說，其坡度要小于3～4%，而在地鐵系統中采用直線電機，其坡度能夠保持在6～8%之間，在轉到地下或者是在地面進行爬升的時候具有良好的靈活性。利用這種電機進行牽引不需要利用減速齒輪，而且在對轉向架進行設計的時候具有一定的自由度，能夠利用徑向轉向架，能夠降低輪緣力以及輪軌磨耗。能夠在半徑比較小的曲線線路上通過車輛。設置半徑比較小的曲線線路，能夠減少線路建設的具體長度，也能夠在設計線路的時候具有一定的自由度。斷面比較小的車輪只能對車體進行支撐，其輪徑比較小，降低了車輛整體高度，使得行走區間具體的斷面面積減小。

采用直線電機，輪對沖角與自導向轉向架相比，降低了80%，具有良好的導向效果。利用半徑比較小的曲線線路，這樣在困難的地段，能夠降低拆遷量，使得工程造價得以減少。直線電機和旋轉電機比起來，會使得車輛地板面的具體高度下降，減少車輛的尺寸，也不會對內部空間造成影響。比如，某地地鐵車輛的寬度基本上為2.8m，最寬的地方為2.9m，再如，某國的地鐵隧道直徑一般在5.8m左右，在利用了直線電機的隧道中，其直徑保持在4～4.3m之間，其橫截面要比普通隧道少1/2，其開鑿量要少1/3，大大減少了建設成本。對于直線電機來說，在曲線較小且坡度比較大的城市中，能夠廣泛應用，可是這種地鐵牽引的能耗與旋轉電機相比，增加20～30%，制約了直線電機的應用和發展。

2　關于雙向變流器

對于城市軌道交通來說，雙向變流器也是其中一個重要的電氣技術。這項技術的應用主要有幾個方式：

（1）完全采用這種技術。主要就是在軌道交通之中利用雙向變流器，而不再使用二級管整流器，這樣就能夠使當前的牽引供電設備的具體模式得以改變。

在這種方式中，所有的電路都屬于PWM整流電路，優點比較明顯。①對于輸出的直流電壓來說，其紋波系數比較小，電流諧波含量在3%以內。②可以對直流電壓特性進行控制。③回饋吸收制動能量，其轉換效率超過96%，具有良好的節能效果。④對于交流側來說，其功率因數為0.99，能夠進行控制?？墒?，利用這種方式具有一定的限制。對于雙向變流器來說，其核心設備主要利用的是全控型電子器件，其容量要比二極管小，因此，單臺變流器功率最大值要比二極管整流器低，所需設備數量比較多，投資多，占用面積也比較大，無法在實際中進行廣泛應用。

（2）對二極管整流器和雙向變流器進行結合使用。通過試驗發現，對二極管整流器以及雙向變流器兩者進行結合使用，具有較好的可行性，同時各項技術指標，比如，諧波等都與相關要求相符。對二極管直流器進行保留，其優點是容量比較大，造價比較低。雙向變流器構成的機組能夠承擔整流負荷，減少二極管整流器構成的機組的設計容量。將兩者結合起來，不但能夠確保良好供電能力，同時還能保證能量回饋，這種方式比上面僅僅利用雙向變流器的投資要低。

（3）關于無功補償。雙向變流器在全線各個牽引所之中分布，構成模式與就地補償裝置相似。在夜晚停運的時候也正好是供電系統需要進行無功補償的時候，可以采用無功補償的形式運行變流器。轉換過程比較方便，且效果好。

3　結語

總之，當前，軌道交通處于快速發展之中，電氣技術是其中的重要技術，在軌道交通中發揮著重要的作用，需要對其進行深入研究和分析，本文主要對直線電機以及雙向變流器的具體應用進行了分析。

U239.5

A

1673-0038（2015）18-0199-01

2015-4-15