电气技术在城市轨道交通中的应用

2019-03-19王瑞华

城市建设理论研究（电子版） 2019年12期

关键词：变流器城市交通客运

王瑞华

苏交科集团股份有限公司江苏南京 210000

引言

如今，科技的发展速度不断加快，我国在电气技术方面的研究投入不断增加，电气技术已经被广泛的应用到各个领域，城市轨道交通在电气技术的应用推动下，获得了很好的发展，对城市的建设发展起到了很好的促进作用。

一、我国城市交通的发展现状

（一）城市建设发展迅猛

如今，我国经济建设和工业发展的速度十分迅猛，城市的建设速度不断加快，很好的带动着周边地区的经济发展，形成了以老城为中心的经济发展形态，对城市和周边地区的进一步发展都有极大的帮助。但是，交通的不便极大限制着城市与周边地区的经济交流，周边地区的发展与城市的发展很难同步，制约着我国城市化建设的顺利推进。

（二）土地利用面积扩大

城市化建设的推进，土地的利用面积必然会不断扩大，而且会以城市为中心向周边不断扩散，周边地区的农业用地必然会被逐渐占用，城市规模的不断扩大和建设城市范围的增加，市区的交通距离也会增加，城市的交通状况势必会受到很大的影响，导致原本紧张的交通变得更加拥挤。

（三）城市公交结构单一，分布不合理

我国的城市建设过程中，大部分的城市交通都是公交和客运汽车，部分城市中也有无轨电车，但是这样的客运量十分有限，载客运输能力差，而且速度慢，对石油和天然气等能源的需求量极大，运行还会对城市产生严重的空气和环境污染。很多城市为了能够有效的舒缓城市交通的压力，保证客运能力的增加，不得不增加车辆的数量，这样一来虽然很好的解决了客运能力不足的问题，但是却导致了交通压力的增加，实际的载运能力并没有得到实质性的提升，并且车辆数量越多，城市交通的压力也会增加。

二、电气技术在城市轨道交通中的应用分析

（一）直线电机车在城市轨道交通中的应用分析

直线电机车是一种轨道的客运方式，也就是人们常讲的地铁，该类车辆相对比较特殊，结构相对简单，能够很好的在小于半径的曲线上平稳的行驶。该车辆主要使用直流感应电机作为动力，运行速度快，载客能力强，而且运行平稳，安全系数高。该类车辆的制动方式主要为空气制动和再生制动，地铁车辆的制动则主要使用空气制动。

与传统的地铁系统相比，直流电机的优势更加明显，爬坡能力更强，在进入和站台的爬坡和驶离站台时的下坡表现的更加灵活。同时，直流电机车的转向架也比传统的地铁要灵活的多，自由度更大，能够通过小于半径的转弯线路，很好的降低车辆轨道建设的难度。另外，直流电机车的车轮直径更小，这样的设计有效的降低了车辆的高度，车辆的实际运行也更加安全可靠。

直流电机车所使用的转向架为径向类型，可以极大的降低车轮和轨道之间的摩擦，车辆可以经过角度较小的弯道，车辆的导向性能更强。在进行该车量轨道建设时，弯度的增加可以有效降低轨道建设对周围环境的影响，避免轨道建设过程中大量的房屋拆迁，极大的减少了建设资金投入。另外直流电机的车身高度更低，车身高度的降低，有利于车身内部的空间扩展，增加车辆的舒适感，乘客上下车也更加方便。

目前，直流电机车，也就是人们生活中常说的地铁，在很多的大型城市都获得了很好的应用普及，很好的解决了城市发展建设中交通与客运压力大的问题。有些城市的直流电机车每天运载的客运量甚至可以达到几万人，客运速度比传统的公交运输要迅速的多，而且，直流电机车的轨道基本都是在城市地下，极大的缓解了城市的交通压力，不仅运行速度快，也更安全。另外，直流电机车舒适性更高、能耗更低，是目前解决城市客运与交通压力最有效的方式。随着磁悬浮技术的深入研究，地铁等直流电机车在未来的应用将更加广泛。

（二）双向变流器在城市轨道交通中的应用分析

1、完全采用双向变流器

双向变流器的使用，直接取代了传统的二级管整流器，也完全改变了城市轨道车辆的牵引供电方式。目前所采用的供电方式将所有的线路都变为pwm整流形式，这一改进很好的解决了二极管整流时电压纹波变化大的缺点，输出的直流电压更加稳定，而且可控性更强，电能转化为车辆动力的效率更高，有效的减少了车辆运行的能源消耗。但是，由于双向变流器的集成化特点，此类设备的容量要比二级整流器小很多，实际功率变小，如果要想保证设备的功率实现，不得不增加双向变流器的数量，实际的建设成本更高，目前还不具备大范围应用的可能。

2、混合应用方案

经过大量的实验研究发现，双向变流器和二极管整流器二者进行结合使用具有一定的实际可行性，能够在一定程度上发挥双向变流器节能的优势，同时二极管整流器的保留，能够有效保证容量的充足，价格也可以保持在实际接受的范围内。两种设备的混合应用，很好的节省了电能消耗，具有很好的实用价值，已经获得了广泛应用。