地下直线电机驱动地铁车辆分析研究_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

我国直线电机的研究和应用发展是从二十世纪七十年代开始的。七十年代比较热，八十年代后期至今又有较大发展。现在国内己出现了一支直线电机的开发、研究队伍，一些大专院校、科研单位和工厂积极开展了各类直线电机的基本理论和开发应用的研究。自从 1 982年开始，全国直线电机学术会议定期召开，会上既有^范文的交流，也有新成果的展现。我国在直线电机的应用上也取得了可喜的成果，关于直线电机的应用，国内已有许多项专利。在理论研究上，发表了不少文章，出版了一些书籍。我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩，但和国外相比，在推广应用方面尚存在很大差距。广阔的市场应用前景也迫切需要我国科研人员在直线电机的设计、优化和控制方面做深入的研究。

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（二）国外研究现状

目前在国外能够生产直线电机车辆的只有加拿大庞巴迪公司和日本日立公司。加拿大庞墨迪公司转向架前后轮对通过两副构架连接起来，两副构架均呈V字形，一端与轮对轴箱固结，另一端与另一副构架铰接，铰接点用垂向吊杆悬挂于摇枕上，铰接点两侧通过水平拉杆将构架与摇枕相连，以传递转向架与车体之闻的纵向力。囱导向机构把转向架

的前后两轮对铰接起来，从而增加横向剪切刚度，保证了车辆的横向稳定性，且使转向架前后轮对在蠕滑力作用下易于实现轮对径向，

•改善了小半径曲线通过性能。直线电机悬挂于构架上，为保证定子与感应板之间的间隙控制在1 Omm±2mm范围内，一系悬挂采用刚度较大的橡胶弹簧。日本根据自身特点在引进加拿大技术的同时，又开发了内置构架ND325型与外置构架T—l 2D型两种转向架，在东京地铁线路上运用。转向架左右构架互有一个铰接点与对方相连接。侧架中部内侧各有一个球关节，两个球关节中间用连接杆连接，连接杆中部与直线电机纵向拉杆相连以传递纵向力。左右两侧架间可绕水平斜轴自由转动，从而获得较小的轮重减载率，使得转向架在一系垂向刚度较大时仍能保证车轮与轨道四点接触，同时抑止两侧架之间菱形变形，并使得摇枕安装方便。直线电机悬挂在构架上，为定子与感应板之间的间隙控制在l 2mm±2范围内，也只是采用了垂向刚度较大的叠层式V字型橡胶垫设计。上述两种车辆的直线电机均装在转向架构架上，由于直线电机要随转向架构架一起振动，这就存在直线电机(线圈)与感应板的间隙较大且间隙随振动变化的缺点，由此导致电机效率较旋转电机低70％左右，间隙变化越大效率越低，运行能耗增大，更影响驱动和制动性能，同时由于采用较大的轴箱垂向刚度影响了旅客乘坐的舒适性，这也正是直线电机地铁车辆的劣势所在。

从上面的分析可以看出直线电机是一种能给我们带来很多好处的选择，但是由于它的间隙问题成了能否得到广大推广的关键。直线电机的悬挂方式对它的间隙起到很大的作用。

目前，电机悬挂方式主要有三种，即架悬式、轴悬式和副构架式方式。日本目前所用的直线电机均装在转向架构架上，由于直线电机要随转向架构架一起振动，这就存在直线电机(线圈)与感应板的气隙较大且气隙随振动变化的缺点，由此导致电机效率较旋转电机低70％左右，气隙变化越大效率越低，运行能耗增大，更影响驱动和制动性能，同时由于采用较大的轴箱垂向刚度影响了旅客乘坐的舒适度，这也正是这两种方式直线电机地铁车辆的劣势所在。

日本早期采用的轴悬式，这种结构由于直线电机完全属于簧下重量，轮轨动作用力较大，而且牵引力通过轴箱传递，对曲线通过时的轮对径向摇头影响很大，严重影响轮轨动力学特性， 目前已很少使用。

另一种是悬挂在构架上，该模式要求电机通过3—5根吊杆吊在构架的前横梁与后横梁上。由于直线电机要随转向架构架一起振动，这就存在直线电机(线圈)与感应板的气隙较大且气隙随振动变化的缺点，由此导致电机效率较旋转电机低70％左右，气隙变化越大效率越低，运行能耗增大，更影响驱动和制动性能，而采用较大的轴箱垂向刚度影响了旅客乘坐的舒适度，这也正是这两种方式直线电机地铁车辆的劣势所在。

第三种是悬挂利用轴箱之间的副构架作为电机悬挂的支撑梁，如广州地铁4号线所采用的BM3000型转向架，加拿大MK II型转向架等。同轴悬式相似，这种悬挂虽然消除了一系弹簧对气隙的影响，但是由于增加了簧下质量，导致轮轨冲击振动加大，增大了运行噪声，轮轨磨耗及轮轨相互作用将比较严重。

二、^范文提纲

1直线电机轨道交通系统的发展和现状

1.1电牵引传动系统的发展概况

1.1.1直线电机的结构之初级及其绕组

1.1.2直线电机的结构之次级

1.1.3直线电机的结构之气隙

1.2直线电机地铁车辆的特点

1.2.1直线电机地铁车辆的优势

1.2.2直线电机地铁车辆的不足

1.2.3直线电机转向架结构型式分析

2机电耦合系统动力学模型的建立

2.1直线电机车辆的主要部件

2.1.1车体

2.1.2转向架

2.1.3电机悬挂

2.1.4制动系统

2.1.5控制系统

2.1.6驱动系统

3直线电机牵引传动综合试验台系统研究

3.1直线电机试验系统的现状

3.2直线牵引互馈试验系统的工作原理

3.2.1试验系统的主电路结构

三、参考文献

刘友梅，杨颖，城轨交通的一种新模式，直线电机驱动地铁车辆，电力机车与城轨车辆。（J）2003,26(4),4-7

杨利军直线电机径向转向架车辆结构及性能分析【L】上海铁道

李娜.直线电机城市轨道交通系统的特定及应用.电力机车与城轨车辆，2005，28（3）：52-54

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劳建江．广州地铁四号线直线电机车辆柔性转向架[J]．电力机车与城轨车辆第3l卷第4期

杨中平．日本直线电机地铁车辆主要装置的标准化．都市快轨交通.2006,19(1):73-76

俞展猷．直线电机车辆运行方式的技术优势与发展．现代城市轨道交通【J】.2004,1:52-57

张振生．直线电机城市轨道交通车辆综述．变流技术与电力牵引【J】．2003，4：1-7

刘建强,郑琼林.直线电机车辆牵引传动系统研究.都市快轨交通.2016.19(2)

72.75

10．郑琼林，林飞.现代轨道交通与交流传动互馈试验台.电工技术字报【J】2005,             20（1）：21，25