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地铁直线电机:简述城市轨道交通运营模式有哪些

文章出处:未知 浏览次数:发表时间:2021-08-21

地铁和轻轨地铁直线电机、城市铁路、独轨电车、磁悬浮、索道。

地铁 地下铁道,简称地铁,亦简称为地下铁,狭义上专指在地下运行为主的城市 铁路系统或捷运系统地铁直线电机;但广义上,由于许多此类的系统为了配合修筑的环境,可 能也会有地面化的路段存在, 因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密 度交通运输系统。客流量可达每小时3~8万人。轻轨铁路(轻轨) 轻轨铁路(轻轨) 轻轨泛指高峰时单向客运量在1-3万人次/h 的中等客运量轨道交通系统。因 其车辆轴重较轻和对轨道施加的载荷轻而得名。城市铁路 建在城市内部或内外结合部,线路设施与干线铁路基本相同,服务对象以城 市公共交通客流,即短途、通勤旅客为主,而不是如干线铁路一样承担城际或省 际的客货交流任务的铁路。独轨铁道 独轨铁道是指车辆在一根轨道上运行的一种城市轨道交通系统。通常分为跨 座式和悬挂式两种。磁悬浮交通系统 磁悬浮交通系统是指一种非粘着、用直线电机驱动列车运行的新型轨道交通 系统。

受电弓安装在火车的什么地方?

放在车身下的“受电弓”应该称为集电靴,在国内和受电弓一样被广泛用于供电制式为DC1500V等直流供电的地铁车辆地铁直线电机。

集电靴又名受流器、三轨受流器,英文名collector shoe,是指安装在列车转向架上,为列车从刚性供电轨(第三轨)进行动态取流(采集电流),满足列车电力需求的一套动态受流设备。与集电靴相配套的则是提供电力的第三轨(供电轨)地铁直线电机:

而受电弓在我国被广泛用于供电制式为AC25kV的国铁车辆与部分DC供电和所有AC25kV供电的地铁车辆上。

从上文我们就很容易总结出,使用集电靴的情况和优点有以下几种:

建设成本低,隧道所需架空面积更小。供电电压较低,一般在800-1500V之间。(相对于AC25kV)适用于全封闭线路。(国铁有很多的单线电气化铁路都没有采取封闭措施)相对于架空接触网,第三轨供电更适于曲线半径较小的隧道。第三轨供电相对于架空接触网更为美观。大风等天气对采用第三轨供电的线路影响较小。此外,使用集电靴供电有以下缺点:

暴露户外的带电轨道构成危险:有些企图横过路轨的人便因不幸踏在带电轨道上而触电致死。甚至有人因在带电轨道上小便,电流从轨道经过尿液传到人体而触电死亡。而在大风、雨雪天气,乘客的雨伞等金属物品吹落轨道,因为金属短路,造成跳闸等事件(武汉发生过一次乘客雨伞触碰第三轨事件);并且对于乘客跳轨和物品落入轨道等事件的处理也相对麻烦,当然安装屏蔽门的线路就不会存在此现象。此外,洪水也是影响第三轨安全运营的重要因素。集电靴在高速之下难以准确地抓紧带电轨,故采用第三轨供电的线路速度不能太高。广州地铁四号线采用直线电机车辆,最高运行速度为90km/h,旅行速度不小于53 km/h 。最高速度达128 km/h的第三轨牵引供电系统为美国旧金山的BART(湾区快轨),其供电电压为DC1000V(一说是Thameslink南段去布莱顿的车次,最高速度为160km/h)。而架空接触网供电的最高试验速度为574km/h,最高运营速度为350km/h。电压问题:带电轨道的电压不能太高,否则电流会在路轨间形成电弧。由于电压不高,故在兴建铁路时每隔一小段便要设立一个电站,以确保电力供应稳定──但这样也加重了成本,因此只适合用在短距离的地下铁或都市内的轨道运输。另外,电压问题亦使高速列车和货运列车不适合于轨道供电系统,故一般只有速度较低、载重较小的列车 (亦即通常用于大众运输的一类列车) 才使用轨道供电系统 (但英格兰东南部的铁路干线便大规模地采用轨道供电) 在设备抢修时,因为第三轨靠近抢修现场,而停电进行作业不太现实,若在施工过程中,工具如果误碰第三轨,就可能造成人员伤亡、财产损失的恶性事件。对于运营其他部门而言,备用车司机、车辆检修人员进出折返线,因接触轨就在附近,存在触电的可能性;当远动遥控线岔无法实现,需要站务人员手摇道岔接发列车时,因不可能停电,所以也存在触电可能。第三轨的电流流失,由于第三轨接近地面,虽然安装了整体绝缘支架,但是和架空接触网供电相比较仍会有较多的电流流失到地面,造成杂散电流的增多。在道岔处,第三轨必须留下空隙以容许其他路轨穿越其间。一般来说,列车拥有多于一个集电靴,所以空隙不会构成什么问题。但在某些情况下,列车仍有可能因为全部的集电靴都在空隙之中,无法取得电力而不能行动。这时列车需要由其他机车推动、或接驳紧急用电缆到最近的带电路轨上,以取得动力。由于这些事故多在繁忙的交汇处发生,故通常都会导致严重的挤塞及延误。

为什么磁悬浮列车要用直线电动机驱动?

直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它可以省去大量中间传动机构,加快系统反映速度,提高系统精确度,所以得到广泛的应用。直线电动机的种类按结构形式可分为;单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型(或称为管型)等;按工作原理可分为:直流、异步、同步和步进等。下面仅对结构简单,使用方便,运行可靠的直线异步电动机做简要介绍。

直线异步电动机的结构主要包括定子、动子和直线运动的支撑轮三部分。为了保证在行程范围内定子和动子之间具有良好的电磁场耦合,定子和动子的铁心长度不等。定子可制成短定子和长定子两种形式。由于长定子结构成本高、运行费用高,所以很少采用。直线电动机与旋转磁场一样,定子铁心也是由硅钢片叠成,表面开有齿槽;槽中嵌有三相、两相或单相绕组;单相直线异步电动机可制成罩极式,也可通过电容移相。直线异步电动机的动子有三种形式:

(1)磁性动子 动子是由导磁材料制成(钢板),既起磁路作用,又作为笼型动子起导电作用。

(2)非磁性动子 ,动子是由非磁性材料(铜)制成,主要起导电作用,这种形式电动机的气隙较大,励磁电流及损耗大。

(3)动子导磁材料表面覆盖一层导电材料,导磁材料只作为磁路导磁作用;覆盖导电材料作笼型绕组。

因磁性动子的直线异步电动机结构简单,动子不仅作为导磁、导电体,甚至可以作为结构部件,其应用前景广阔。

直线异步电动机的工作原理和旋转式异步电动机一样,定子绕组与交流电源相连接,通以多相交流电流后,则在气隙中产生一个平稳的行波磁场(当旋转磁场半径很大时,就成了直线运动的行波磁场)。该磁场沿气隙作直线运动,同时,在动子导体中感应出电动势,并产生电流,这个电流与行波磁场相互作用产生异步推动力,使动子沿行波方向作直线运动。若把直线异步电动机定子绕组中电源相序改变一下,则行波磁场移动方向也会反过来,根据这一原理,可使直线异步电动机作往复直线运动。

直线异步电动机主要用于功率较大场合的直线运动机构,如门自动开闭装置,起吊、传递和升降的机械设备,驱动车辆,尤其是用于高速和超速运输等。由于牵引力或推动力可直接产生,不需要中间连动部分,没有摩擦,无噪声,无转子发热,不受离心力影响等问题。因此,其应用将越来越广。直线同步电动机由于性能优越,应用场合与直线异步电动机相同,有取代趋势。直线步进电动机应用于数控绘图仪、记录仪、数控制图机、数控裁剪机、磁盘存储器、精密定位机构等设备中。

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