直线电机在轨道交通系统中的应用(2)

对直线感应电机进行控制时，了抑制垂直力为

对系统的影响，根据其结构参数确定转差频率并进行恒转差频率控制。在不同的速度运行范围内分别图 3长定子段的划分

2 )三步法

确定初级(定子 )电压与频率的关系，以使直线感应电机以恒力起动，常工作在恒功率区。为改善动正态性能，可以考虑根据给定转差频率、给定牵引力、

三步法采用三组变频器向定子段馈电，增加了一

组变频器 3可向两侧的定子段馈电。如图 3当，

列车在 S S T n区段时，由变频器 1和变频器 3分别

反馈速度通过计算得到初级电流，与实际初级电流通过 P ( I比例积分)调节器后再得到初级电压l, 2以 J

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滞 .潼此进行实时控制。

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广州地铁 4号线变电所也多达 3多个， 0这势必要增加土建和机电设备的投资成本。 在磁浮系统中，= P U0 +,R。其中：,为【 0供电线路出口电压；,为列车的感应电势；为通【P J『过敷设在轨道梁上的长定子电流；为整个馈电回 R

在建中的广州地铁 4号线是国内第一条采用直线电机驱动的城市轨道交通工程。该线直线电机牵引的电压输入是直流 7 0V,定电流 2 0A,率 5额 0频范围为一7~+7 。 0 0Hz

该牵引方式的优点在于：电气制动与电磁驱①动轮轨制动联合作用，能保证在各种条件下都有较

路的线路阻抗，包括出线电缆、弯制的长定子电缆、接头等各部分的阻抗。

短的制动距离，有利于采用小编组、高密度、无人驾驶系统，从而降低工程投资；车辆结构简单，②重量轻，有利于减小车辆的投资；采用非粘着驱动方③式，有较强的爬坡能力，有利于选线设计并可减小列车运行时的振动；车辆采用径向转向架减小了轮④轨的噪声，并允许线路采用小曲线半径；径向转⑤向架可使车辆的轮廓尺寸减小，使地铁隧道的直径减小，而更加经济。因

在出口电压不变的前提下，为了保证足够的列 车感应电势以驱动列车，只有缩小供电距离来减小线路的

阻抗或减少输出电流。因此，为了减少变电所的个数，必须设法减小线路的总阻抗。可以采用材质较好、内阻较小的动力电缆，合理安排变电所的

布局和轨道梁线路的相对位置，使线缆的长度尽可能短；还应探索研制轨道梁上长定子线圈的绕制方法和线圈形状，以达到减小线路阻抗的目的；另外在

3直线电机两种应用方式的比较1直线电机在定子 ( )一次侧 )内通入交流电流， 感应到转子二次侧，产生移动磁场，依靠磁力的吸引

敷设、安装电缆时，也应考虑电缆的走向及间距等因素，以减小线缆的发热。 对于城市轨道交通系统，也可以考虑从减小供电线路阻抗的角度来采取一些措施。另外，广州地铁 4号线拟采用直线电机的牵引电压是直流 70 5 V,而将电压等级提升为常规轮轨系统常用的直流 1 0 0V也不失为一种有益的尝试。 5 2 )由于直线电机很难将定子与转子的空隙做成旋转式电机那么小，且旋转式是无限循环的。而直线电机是有端头的。为此，直线电机的漏泄磁通多， 电气与机械的能量转换效率低，如果要得到相同的 输出，逆变器的容量需要比旋转式大I。直线电机 3 J每吨公里比旋转电机要多消耗 2%能量， O因此如何通过其他技术措施来补偿直线电机的能耗是个很有意义的研究课题。就笔者目前不成熟的看法，应加强电力电子元件 I B绝缘栅门极晶闸管 ) G T(的改进；再生制动产生的能量可采用类似牵引变电所内 的汇流排对迷流加以回收利用的方式来进行改进。

或排斥来牵引驱动车体。所不同的是，上海磁浮示范运营线中，定子沿轨道梁铺设，转子在车体上；而在城市轨道交通系统中。恰恰相反，子在车辆上，定 转子在轨道上。这对磁浮系统来说，直线电机的维护工作主要集中在线路上；而城市轨道交通系统的

直线电机维护工作主要集中在车辆本身。由于直线电机主要部件大都是采用模块化设计，因此具有维护量小和易维护的特点。

2低噪声是采用直线电机无粘着驱动的必然 )结果。对城市轨道交通系统来说，其降噪效果较为明显；而对磁浮系统。虑到高速时空气阻力的因考 素，降噪效果就要差些。

3磁浮系统采用变频调速， )频率调整范围在 0~

20 z 7之间。对城市轨道交通系统， H工频就能满

足列车的牵引驱动要求，但应更多地

考虑在隧道中 开放的直线电机磁场，特别由于漏泄磁通的存在，对无线通信系统可能产生的影响。

参考文献[]吴样明. 1磁浮——2世纪的新型交通[]城市轨道交通研究， 1 J.2 0 ( )3 046:.

4供电系统存在的问题及解决措施1采用直线电机时， )系统中变电所的个数比之同样运行里程的常规轮轨系统要多。如：0k的 3 m 磁浮线路轨旁开关站的个数多达 5 O多个，规划中的

[]刘洪 . 2直线感应电机的转差频率控制仿真研究[]变频器世 J.界，0 4 8:2 20 ()1.

[]俞展猷 . 3直线电机在城市轨道交通系统中的应用[]中国铁 J.路。0 3 4:6 2 0 ( )4 .

(收稿日期：0 5 3 8 2 0一o—1 )

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