小议城市轨道交通电气技术

2015-10-31陈萍

建材与装饰 2015年18期

关键词：整流器变流器转向架

陈萍

（南京耀华水电安装有限公司江苏南京 210000）

小议城市轨道交通电气技术

陈萍

（南京耀华水电安装有限公司江苏南京 210000）

当前，我国很多城市面临交通问题，轨道交通是一个有效手段。电气技术是轨道交通建设过程中的重要技术问题，本文针对这一问题进行了详细阐述。

城市；轨道交通；电气技术

对于我国城市轨道交通来说，电气技术在其中发挥着重要的作用，对于轨道交通的建设质量意义重大，需要对其进行深入研究，本文对其进行重点分析。

1　关于直线电机

对于城市轨道交通来说，车辆一般采用的径向转向架属于自导式，不但简化结构，同时还能使得车辆比较容易通过半径比较小的曲线，确保其在这样的线路上运行时比较平稳。在地铁工程中，直线电机车辆主要采用的是直线感应电机进行牵引，它的主要构成包括转向架上面的定子以及在钢轨中进行铺设的感应板，图1是直线感应电机的转变过程。

图1　

在利用这种电机进行工作的时候，不但会产生推力，同时还会有垂向力以及侧向力产生。因此，在对推力工作点进行选择的时候，需要考虑到垂向力和侧向力这两种力量对于支承装置造成的影响。车辆利用这种电机进行制动的时候，主要采用两种电动方式：①再生制动；②反接制动。在紧急制动的时候，主要采用的是空气制动和再生制动结合的方式，利用车辆非粘着制动这一特点。在地铁系统中采用直线电机，具有一定的优势，对于直线电机牵引来说，它是非粘着驱动，不会被轮轨之间造成的粘着所限制，其爬坡能力比较好。对于常规铁路来说，其坡度要小于3～4%，而在地铁系统中采用直线电机，其坡度能够保持在6～8%之间，在转到地下或者是在地面进行爬升的时候具有良好的灵活性。利用这种电机进行牵引不需要利用减速齿轮，而且在对转向架进行设计的时候具有一定的自由度，能够利用径向转向架，能够降低轮缘力以及轮轨磨耗。能够在半径比较小的曲线线路上通过车辆。设置半径比较小的曲线线路，能够减少线路建设的具体长度，也能够在设计线路的时候具有一定的自由度。断面比较小的车轮只能对车体进行支撑，其轮径比较小，降低了车辆整体高度，使得行走区间具体的断面面积减小。

采用直线电机，轮对冲角与自导向转向架相比，降低了80%，具有良好的导向效果。利用半径比较小的曲线线路，这样在困难的地段，能够降低拆迁量，使得工程造价得以减少。直线电机和旋转电机比起来，会使得车辆地板面的具体高度下降，减少车辆的尺寸，也不会对内部空间造成影响。比如，某地地铁车辆的宽度基本上为2.8m，最宽的地方为2.9m，再如，某国的地铁隧道直径一般在5.8m左右，在利用了直线电机的隧道中，其直径保持在4～4.3m之间，其横截面要比普通隧道少1/2，其开凿量要少1/3，大大减少了建设成本。对于直线电机来说，在曲线较小且坡度比较大的城市中，能够广泛应用，可是这种地铁牵引的能耗与旋转电机相比，增加20～30%，制约了直线电机的应用和发展。

2　关于双向变流器

对于城市轨道交通来说，双向变流器也是其中一个重要的电气技术。这项技术的应用主要有几个方式：

（1）完全采用这种技术。主要就是在轨道交通之中利用双向变流器，而不再使用二级管整流器，这样就能够使当前的牵引供电设备的具体模式得以改变。

在这种方式中，所有的电路都属于PWM整流电路，优点比较明显。①对于输出的直流电压来说，其纹波系数比较小，电流谐波含量在3%以内。②可以对直流电压特性进行控制。③回馈吸收制动能量，其转换效率超过96%，具有良好的节能效果。④对于交流侧来说，其功率因数为0.99，能够进行控制。可是，利用这种方式具有一定的限制。对于双向变流器来说，其核心设备主要利用的是全控型电子器件，其容量要比二极管小，因此，单台变流器功率最大值要比二极管整流器低，所需设备数量比较多，投资多，占用面积也比较大，无法在实际中进行广泛应用。

（2）对二极管整流器和双向变流器进行结合使用。通过试验发现，对二极管整流器以及双向变流器两者进行结合使用，具有较好的可行性，同时各项技术指标，比如，谐波等都与相关要求相符。对二极管直流器进行保留，其优点是容量比较大，造价比较低。双向变流器构成的机组能够承担整流负荷，减少二极管整流器构成的机组的设计容量。将两者结合起来，不但能够确保良好供电能力，同时还能保证能量回馈，这种方式比上面仅仅利用双向变流器的投资要低。

（3）关于无功补偿。双向变流器在全线各个牵引所之中分布，构成模式与就地补偿装置相似。在夜晚停运的时候也正好是供电系统需要进行无功补偿的时候，可以采用无功补偿的形式运行变流器。转换过程比较方便，且效果好。