© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 都市快轨交通·第19卷第1期2006年2月机电工程URBAN RAP ID RA IL TRANS IT广州地铁4号线直线电机车辆庞绍煌高伟(广州市地下铁道总公司广州510030)摘要通过对广州地铁4 号线直线电机车辆的介绍,阐明直线电机车辆的技术性能和特点。
关键词广州地铁直线电机车辆技术1车辆及其主要技术规格广州市轨道交通4号线直线电机车辆是由南车四方、川崎重工、伊藤忠联合体设计、制造的,每一列车由四节全动车组成。
列车编组为A B B A,其中A车为带司机室的车辆,B车为不带司机室的车辆。
车辆由第三轨DC 1 500 V供电,采用铝合金车体、径向柔性转向架、微机控制的电空架控的制动系统、空调机组系统、电动塞拉门系统、乘客广播和信息显示系统等世界先进技术。
车辆采用直线电机牵引的交流传动系统;采用IGBT元件和脉宽调制技术的牵引VVVF逆变器,实现牵引和再生、电阻、高转差率、反接制动控制,正常状态可不使用机械制动。
采用IGBT元件的辅助逆变电源系统,实现对列车交流负载、直流负载供电及对蓄电池充电;采用微机网络通信控制的列车控制管理系统,实现列车的控制、故障诊断、子系统监控;设有ATC装置,实现列车的自动保护、自动操作和自动监视;设有ATO自动控制功能,其中单辆车的载客量为同类型车的世界之首,直线电机功率亦为同类车型之最。
采用无线通信装置,实现与地面的通讯联络等,具有爬坡能力强、通过小曲线半径能力好低、噪声等优点。
线路条件:最大坡度:正线60‰,车辆段70‰最小平面曲线半径:正线R150 m,车辆段R60 m供电电压: DC 1 500 V受电方式:车辆段为柔性接触网隧道内、高架线路区段为第三轨收稿日期: 2006 01 16 修回日期: 2006 01 23作者简介: 庞绍煌,男,车辆中心副总经理,从事新线地铁车辆引进、招投标和项目管理工作, p a ng s ha ohua ng@g zm tr. c om列车总长: 71 640 mmA车长度: 17 600 mmB车长度: 16 840 mm车体外部最大宽度: 2 890 mm车辆高度(轨面至车顶高、新轮) : 3 625 mm转向架中心距: 11 140 mm车辆固定轴距: 2 000 mm车轮直径(采用整体辗钢车轮, 新轮) : 730 mm车轮直径(半磨耗) : 690 mm车轮直径(全磨耗) : 650 mm轮对内侧距: 1 353 ±2 mm客室车门数量: 3对/侧客室车门的净开宽度: 1 400 ±4 mm客室车门的净开高度: 1 860 ±10 mm贯通道宽度: 1 300 mm贯通道高度: 1 900 mmA、B车(空车) :约29 t /辆车辆载客量:座位数量(全部纵向布置) :A车28座,B车32座AW2: A车218人,B车243人AW3: A车313人,B车348人列车动力性能(在额定负荷(AW2) 、平直干燥轨道、额定供电电压情况下)列车结构速度: 100 km /h列车最大运行速度: 90 km /h起动平均加速度( 0 ～35 km /h ) : 大于等于1. 0 m / s2在额定负荷(AW2)下,全部动车工作时, 4号线正线列车平均旅行速度大于等于52 km /h列车制动特性(在额定负荷(AW2) 、平直干燥轨道、车轮半磨耗状态、额定供电电压情况下)常用制动平均减速度:大于等于1. 0 m / s2紧急制动平均减速度:大于等于1. 3 m / s2车辆外形尺寸如图1和图2所示。
77© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 都市快轨交通·第19卷第1期2006年2月URBAN RAP ID RA IL TRANS IT2车辆主要系统2. 1 车体车体结构采用轻量化设计,整体承载结构,底架无中梁。
车体采用大断面挤压铝型材全焊接结构,地板、车顶、侧墙、端墙采用隔热和隔音材料。
每节车每侧设置3套电动塞拉门,列车中间车辆连接设有贯通通道。
A车司机室端采用全自动车钩,另一端为半永久车钩;B车一端采用半永久车钩,另一端为半自动车钩。
车钩后端部设有可复原的能量吸收功能的缓冲机构, A车底架前端设防爬器。
2. 2 转向架采用庞巴迪的BM3000 型直线电机径向转向架。
转向架采用高锰合金焊接构架内置布置方式,轮径全新为<730 mm,以降低重心和重量。
一系悬挂装置为金属橡胶弹簧弹支承的弹性定位装置,并具有利于曲线通过的轮对自导向功能;二系悬挂装置为空气弹簧带摇枕结构,并设有抗侧滚扭杆装置。
基础制动为外置式盘式制动,每根轴装备2 个摩擦制动盘,每个制动盘配备1 个盘式制动单元。
盘式单元制动器安装于转向架端梁两侧。
直线电机采用三相直线感应电机(L IM) ,冷却方式为自然冷却式,额定功率155 kW。
每节车配置2台两轴径向转向架,每台转向架安装1台直线感应电机。
直线电机悬挂于两轴箱的支撑横梁上,其悬挂高度不受一系簧空、重车高度变化、动挠度变化和橡胶弹簧蠕变的影响,能够保持直线电机与感应板的间隙保持相对稳定,其间隙可控制到9 mm。
直线电机悬挂在支撑横梁的吊臂上,吊臂安装在支撑梁上,共有5 个吊臂,形成直线电机5点悬挂。
直线电机的运动通过吊臂传递给直线电机连接节点,这种设计的3个牵引连杆及5个吊臂杆可以承担纵向牵引力、制动力和垂向吸引力。
直线电机悬挂系统设有4 个调整机构及弹性装置,与一系簧互为独立的结构。
感应板结构采用爆炸焊方式将铝板焊在钢板上,宽度为360 mm,铝质材料厚为7mm。
2. 3 牵引、电制动主电路通过HB和线路接触器连至输入电网,从电网获得电能。
VVVF逆变器将1 500 V直流电压转换为驱动三相直线感应电机所需的三相交流电压,采用1台VVVF逆变器向2台直线感应电动机供电的交流传动系统,直线电机控制方式为间接矢量控制方式。
VVVF逆变器采用IGBT元件和脉宽调制技术;VVVF逆变器系统采用微机控制技术,并有诊断和故障信息储存功能。
逆变器由IGBT模块组成,能够实现变压变频控制,控制牵引电机的磁通量和转矩,使得列车速度能在一个很宽的范围内调节。
它还能够实现牵引/再生、电阻、高转差率、反接制动操作和向前/向后操作,不需切换主电路,而是通过对滑差频率及输出相序的控制来实现。
2. 4 辅助电源辅助电源( SIV)将直流电压(DC 1 500 V)逆变成三相交流电压(AC 380 V) ,为空调、空压机、照明灯及控制电路等提供稳定的三相交流电压;直流输出电路将交流电压(AC 380 V)整流成蓄电池与低压直流负载使用的DC 110 V电压。
每列车装有2台(组)辅助逆变器(DC /AC) ;每列车配备2台蓄电池充电机(AC/DC) ,产生DC 110V直流电源,作为蓄电池充电和直流负载的电源;每列车装有278© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 广州地铁4号线直线电机车辆URBAN RAP ID RA IL TRANS IT组蓄电池,其容量应能满足在无DC 1 500 V电源时提供列车紧急负载(包括紧急照明、紧急通风、开关门等)运行45 min的要求。
列车客室内部照明灯具平行布置在车辆顶部两侧,灯具具有耐振动、耐冲击和防潮的性能,并符合有关噪声标准。
2. 5 空气制动系统每列列车上装备2 台交流驱动的空气压缩机,以及与其配套的空气供给系统;空气制动采用微机控制的电空制动系统,具有根据载荷调整制动力的功能。
2. 6 ATC装置列车具有配备司机的全自动驾驶功能,配备自动控制系统(ATC) ,包括列车自动驾驶(ATO) 、列车自动监控(ATS) 、列车自动保护(ATP) ,可自动折返。
列车降级运行控制采用人工驾驶。
2. 7 列车控制技术列车控制留有接口,以便将车辆状态与故障自诊断信息通过车载的无线设备, 传输给位于车辆段的DCC。
列车管理系统( TMS)集中提供了控制和监视车载系统和设备的功能,列车的操作及车载系统的故障诊断、故障数据记录、事件分析和报告等功能都集成在一个分布式智能系统中。
列车采用了硬联线控制为主、TMS系统控制为辅的控制方式。
列车控制系统的核心是CCU,包括两个中央处理单元(CPU1和CPU2) ,具有一个额外的接口用于显示单元。
2. 8 通信设备列车设置车载通信、广播设备,可实现客室与司机室之间的双向通话,并留有可实现OCC直接向客室及司机室通话的功能。
每节车厢内设置4 个LCD可视频显示单元,播放高质量的视频图像和对图解图像进行显示,可实现光盘信息播放的功能,并留有通过车载无线设备实现即时插入文本的播放接口。
每节客车车厢内的每对车门上方设置车站地图闪灯式报站装置,用于显示车辆运行方向、换乘信息及到站显示。
3结语总之,广州地铁4号线直线电机车辆的投入使用,标志着我国已结束无直线电机轨道交通系统的历史,在我国城市轨道交通市场上形成与国外企业竞争的局面,在打破国外垄断、降低生产成本等方面产生很大的经济效益和社会效益。
参考文献[ 1 ] 魏庆朝,冯雅薇,施翃. 直线电机交通模式及技术经济特性[ J ]. 都市快轨交通, 2004, 17 (1).[ 2 ] 陈韶章,吴俊泉,刘智成. 直线电机运载系统技术在广州市轨道交通中心的应用[ J ]地铁与轻轨, 2003 (6).责任编辑:郭洁The Line a rMo to r Vehic le in Guangzho u Me tro Line 4Pang Shaohuang Gao We i(GuangzhouMetro Corporation, Guangzhou 510030)Ab s tra c t: The linear motor vehicle and its technical specification in Guangzhou metro line 4 are introduced. The components of the vehicle system, including car body, bogie, power traction, secondary power, airbrake system, automatic control system, train control technology and communication equipments, are analyzed. And the feature and characteristics of it are clarified.Key wo rds: Guangzhou metro; linear motor;vehicle technology深港地铁一卡通将成现实近日,“深圳通”与“八达通”(香港)在技术上已无缝链接,一卡通深港将成为现实,该收费装备系统填补了内地该领域的空白。