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城市轨道交通直线电机车辆通用技术条件一、引言城市轨道交通直线电机车辆是一种以直线电机为驱动装置的城市轨道交通工具，它具有高效、环保、安全等优点，在城市快速交通领域具有广泛的应用前景。
本文将对城市轨道交通直线电机车辆的通用技术条件进行探讨。
二、车辆性能指标1. 极限速度：城市轨道交通直线电机车辆的极限速度通常应在200km/h以上，以满足城市快速交通的需求。
2. 加速度：车辆的加速度应适中，以保证乘客的舒适性和安全性，一般要求在1.2m/s²左右。
3. 制动距离：车辆的制动距离应尽量短，以确保紧急情况下的安全停车。
制动距离要根据车辆的设计速度和制动系统的性能来确定。
4. 容载量：车辆的容载量应根据城市交通需求来确定，一般要求每节车厢的最大乘客数不少于300人。
5. 过载能力：车辆的过载能力应满足城市交通高峰期的需求，以确保乘客能够正常乘坐。
6. 噪音：车辆的噪音应尽量降低，以减少对沿线居民的影响。
7. 能耗：车辆的能耗应尽量低，以提高运营效率和降低运营成本。
三、车辆控制系统1. 速度控制：车辆的速度控制是实现稳定、安全运行的关键。
采用先进的电子控制技术，通过控制直线电机的电流和电压，实现精确的速度控制。
2. 制动控制：车辆的制动控制应具有快速、稳定的特点。
采用电磁制动器和再生制动技术，能够实现快速停车，并将制动能量回馈给电网。
3. 故障诊断：车辆的故障诊断系统应具备自动检测、自动报警和自动处理的功能，能够及时发现并排除故障，提高车辆的可靠性和安全性。
4. 通信系统：车辆的通信系统应能够实现与控制中心和其他车辆的信息交换，以实现列车间的协调运行和故障处理。
四、车辆设计1. 结构设计：车辆的结构设计应符合轻量化、高强度的原则，以提高运行效率和安全性。
车辆的车身采用铝合金材料制造，具有重量轻、强度高的特点。
2. 空调系统：车辆的空调系统应能够满足车内乘客的舒适需求，采用先进的变频技术，能够根据车内温度和人员数量进行自动调节。
直线电机在城市轨道交通系统中的应用赵青峰;程晓民【摘要】简要介绍直线电机驱动系统的工作原理,概述其在城市轨道交通系统应用中的优势.根据发展过程,详细阐述直线电机在国内外城市轨道交通中的应用情况.随后,通过分析实际运用情况,探讨直线电机在我国城市轨道交通系统运营中出现的问题及解决办法.最后提出,直线电机城市轨道交通系统作为一种独特的制式,在未来的城市交通中具有一定的应用前景.【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】4页(P54-57)【关键词】城市轨道交通;直线电机;优势;应用【作者】赵青峰;程晓民【作者单位】长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;宁波工程学院材料工程研究所,浙江宁波 315016【正文语种】中文【中图分类】U264.1+4随着社会的发展，中国城市人口越来越多，引起了严重的交通问题。
由于载客量大、行驶不拥堵、方便等特点，地铁已成为城市中不可缺少的交通工具，也是一种绿色交通[1]。
在传统城市轨道交通系统中，列车采用旋转电动机驱动。
这种驱动模式依赖于轮轨之间的粘着力，因此，列车的速度、加速度及爬坡能力等都受到一定的限制，同时，传统驱动模式还具有车型大、噪声高等一系列缺点，逐渐不能适应新的交通模式[2]。
而直线电机驱动模式取消了中间的传动机构，电磁力直接作为牵引力驱动车辆运行，是一种完全非粘着驱动系统。
因此，相对传统驱动模式，直线电机驱动是一种新型的驱动方式。
直线电机驱动与旋转电机驱动不同，它取消了中间的传动环节，直接将电能转换成运动所需的机械能。
直线电机可分为直线同步电机和直线感应电机（直线异步电机），在城市轨道交通系统中，一般使用直线感应电机作为驱动电机[3]。
直线电机可看作由旋转电机沿圆周方向展平而来[4]，其工作原理与旋转电机相似。
直线电机的电磁铁和绕组作为定子安装在车辆转向架上，感应板则作为转子固定在轨道中间，当电磁铁通电时，产生的行波磁场和感应板相互作用，该作用产生的力即为列车运动所需的牵引力，若改变通入的电流方向，列车则反方向运行[3]。
直线电机在轨道交通系统中的应用Ap I a in on a o o b nMasT「n ipitfLie「MtriU「asastco nZ e gL n hn o g Abta t W i n ito u t no h m il n p la in src t a rd ci ft epicpea da pi t h n o c o on a tri h n h iMa IvDe o sr t n Liea du——fl ermoo Saga gemn tai nrinonbn masta s。
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直线电机的驱动根据定子、转子安装的位置可分为两种应用方式：一种为长定子直线电机，定子安装在轨道上，转子安装在车辆上；另一种为短定子直线电机，转子安装在轨道上，定子安装在车辆上。
城市轨道交通制式分类及适用性探讨摘要：多制式轨道交通的协调发展是我国未来城市轨道交通发展的一个重要方向。
因此，本文将对各种制式进行精确地划分，并根据城市的发展情况对各种制式的轨道交通进行合理、科学地选择，以达到多制式轨道交通协同发展的目的。
关键词：城市轨道交通；制式分类；适用性城市轨道交通的现有制式和既有制式的分类存在一定的差异性，现有制式的分类较既有相比有了很大的创新与变化，所以在选择具体的轨道交通制式时应当根据城市的实际地理环境以及公交交通现状等多个方面予以综合考量，然后再进行科学的选择，使轨道交通制式能够与城市的发展相契合。
1.新型城市轨道交通制式分类1.1直线电机轨道交通（1）磁浮铁路磁浮铁路使用的是直线电机牵引、电磁导向、电磁悬浮或电力悬浮技术，从而让列车能够在轨道上实现非接触式地移动，现在它的主要类型有两种，一种是超高速磁浮，另一种是中低速磁浮交通。
目前，我国的超高速磁悬浮车辆普遍使用的是长定子线式同步电动机，其适用于长距离、城市间的轨道交通中。
中、低速的磁悬浮主要用短定子直线感应电机进行牵引，所以一般多用于城轨、机场等交通领域中。
电磁悬浮是利用车体上安装的电磁铁与铁轨（或电磁铁）之间的相互吸引实现的，垂直电磁力受钢轨不平顺的作用，需要通过对空气间隙及悬浮力进行调节。
电力悬浮是指在车体上安装了电磁铁，在轨道上设置了悬浮感应线圈，凭借着感应磁场和车上电磁铁同性相斥原理，产生了一种悬浮力。
在车辆的速度达到120-150 km/h之后，车辆才能获得充足的悬浮力，在低速范围中需要车轮支撑，无须采用复杂的空气间隙主动调节可实现自动悬浮。
（2）直线电机单轨交通东北单轨道由直线感应电机带动，由胶轮和横向引导轮组成。
东北是一个寒冷的地方，而且所有的单轨基本都是高架的，在冬季，铁轨上的积雪很多，轮胎很容易打滑，但是，直线发动机的驱动却不会受到这种情况的影响。
（3）直线电机气浮轨道交通直线电机气浮轨道交通使用直线电机驱动，气垫支撑，引导轮引导。
直线电机与城市轨道交通
通常，电动机是旋转型的。
定子包围着圆筒形的转子，定子形成磁场，在转子中流过电流，使转子产生旋转力矩。
而直线电机则是将两个圆筒形部件展开成平板状，面对面，定子在相应于转子移动的长度方向上延长，转子通过一定的方式被支承起来，并保持稳定，形成转子和定子之间的空隙。
直流电机、感应电机、同步电机等都可做成直线电机，但是，直流电机在结构上无法做成无整流子型，所以，直线电机一般为感应电动机和同步电动机。
这些交流电动机的1次侧有作为定子侧的，也有作为转子侧即移动体侧的。
例如，超导磁悬浮中，同步电动机的定子(地上)是1次侧，旋转磁场在地上移动；而地铁的直线电机，感应电动机的旋转磁场装在车上，2次侧固定在地上。
前者的空隙靠左右导向线圈保持，而后者靠车轮保持。
产生推进力的原理与电动机产生力矩的原理一样，在直线电机地铁中，安装在转向架上的直线电动机沿前进方向产生移动磁场。
让面对该磁场、安装在地上的反作用板(相当于2次线圈)中通过2次电流(涡电流)，由这个2次电流切割磁场产生的力作为反作用力，安装在转向架上的直线电动机得到推进力。
直线电机的基本缺点是很难将定子与转子空隙做成象旋转式电机那么小，旋转式是无限循环的，而直线电动机是有端头的。
为此，泄漏磁通多，电气一机械能量转换的效率低，如果要得到相同的输出，逆变器的容量需要比旋转式大。
直线电机如同将旋转电机的转子与定子展开成直线形状，相当予把一个旋转电机沿旋转方向切开后平铺而成，在理论上，可以把它看成具有无限大半径的传统的旋转电机。
直线电机的驱动根据定子、转子安装的位置可分为两种应用方式：一种为长定子直线电机，定子安装在轨道上，转子安装在车辆上；另一种为短定子直线电机，转子安装在轨道上，定子安装在车辆上。
在使用旋转式电机的电动车中，一般是通过齿轮减速将旋转力矩转换为列车的牵引力，同时也受到轮轨间粘着的限制。
直线电机电动车的推进力和制动力都利用直线电机，如上所述，有1次侧在车上和地上2种。
1次侧在车上时，要将VVVF逆变器和直线电机装载在车上，使车辆重量增加，车辆价格高；但在地面上的设备仅只有反作用板，又降低了建设费用。
1次侧在车上的方式已在一部分地铁得到了实际应用。
在直线电机的电动车中，推进力由铺设在钢轨间的反作用板直接传递，所以不受粘着的限制，有可能从滑行和空转产生的各种问题中解脱出来，有利于通过大坡道(最大坡度可达60％～80％)和小半径曲线(最小半径为50 m)的线路。
此外，由于直线电机无转动部件，所以不需要轴承和润滑机构，使之结构简单，延长寿命，这是其最大的特点。
在旋转电动机中，旋转力矩与其直径的平方成正比，所以要得到大的旋转力矩，电动机的直径就要增大，在直线电机中，这相当于将相应的部分在长度方向延长，而高度方向可以减小。
在大型电机中，如果是1级齿轮减速，车轮直径也必须加大；而在直线电机驱动中，则不必如此，所以，可以减小车轮的直径，这将使车辆的地板面的高度降低。
以上的优点就是小断面地铁采用直线电机电动车的理由。
但是，直线电机的效率低，与相同的地铁比，电力的消耗量多，除这个缺点外，上述的优点也有不能充分发挥的时候。
因为不受粘着限制，所以在牵引时，线路的坡度可以取大；但是，在制动时，如果电气制动失效，就必须依赖于机械制动，这受粘着控制，所以，线路的坡度又不能太大。
此外，由于直线电机是扁平状的设备，车辆地板面的高度可以降低，这时车轮的直径也可以减小。
但直径小的车轮磨耗会加快，所以实际上不能太小。
由于扁平状直线电机的长度可以加长，一台转向架装一台电机即可，这就是现在的直线电机地铁为全动车编组的理由之一。
在建设地铁的成本中，开凿地下隧道的成本占了很大一块，采用直线电机电动车对降低开凿地下隧道的成本，从而对地铁的建设成本非常有利。
以日本为例，普通地下铁隧道的直径为5．8 m，而直线电机地铁隧道的直径为4．0-4．3 m．可以估算，后者隧道工程的开凿量可比前者减1/3左右，这意味着地铁的成本将大大下降。
此外，与旋转电机相比，直线电机的形状平坦，因而可以降低车辆地板面高度和减少整个车辆尺寸，但这并不影响车辆内部的空间，即不会对旅客带来不便。
直线电机只是产生车辆的驱动力，车辆仍使用钢制车轮和钢轨作为支承和导向系统。
在日本，直线电机地铁已在东京和大阪投入运用，直线电机地铁车辆的控制系统均为带再生制动的VVVF逆变器控制，并均采用铝合金车体，车辆定员为90～l00人。
横滨、神户、福冈的直线电机地铁也正在建设或规划中。
与现行的铁道相比，常导磁悬浮交通系统是全新的交通系统。
由于走行装置与轨道不接触，所以，噪声与振动很小，基本上不发生磨耗，在环境保护、经济性和维修方面都较为优越，利用其可通过大坡道和小半径曲线线路的特点，作为一种新型城市轨道交通是可行的，经过多年的开发研究，最高速度为100km/h的HSST一100型车辆将在名古屋等城市得到应用。
在名古屋采用HSST的线路称作东部丘陵线，总投资额1 000亿日元，全长9 km，设9个车站，预估客流量3万人/日，最大坡度60‰，最小曲线半径75m，无人驾驶，每列3辆编组，共8列，高峰时每编组乘车人员约40人，供电电源为DCl500V，由梁两侧刚性接触网供电，在线路中间地点设置1个变电所，另外，还设有车辆检修基地。
这条线路预计2005年3月开业通车。
直线电机地铁虽然有不少优点，如建设成本低、通过大坡道能力强、弯曲线半径小、维修少、运行平稳等，并已经在一些城市得到运用，但其载客量少，所以，目前只能作为现有地铁的补充。
常导磁悬浮交通系统与现行的铁道相比是全新的交通系统，其所具有的优点将会使之在城市轨道交通系统中占有一席之地。
随着科学技术的进步，直线电机以及它在地铁与其他方面的应用都会有良好的发展前景。
