直线电机牵引是目前最先进的牵引方式之一,技术成熟。用于地面运输车辆的直线电机,给人们印象最深的莫过于用它来驱动高速磁浮列车,事实上,直线电机另一个较大的应用领域是将直线感应电机用作为地铁(或轻轨)车辆的动力。在这种驱动方式中,车辆的支撑和导向与传统的用旋转式电机驱动的铁道车辆一样是依靠车轮和轨道来完成的,而推进力则是由直线感应电机 (Linear Induction Motor,简称LIM)产生,车速最高达70km/h左右。鉴于LIM驱动方式的优点以及技术与经济上的现实可行性,在一些先进国家率先被成功用于车辆的动力装置,加拿大的多伦多、温哥华空中列车线,马来西亚吉隆坡PUTRAⅡ线,纽约肯尼迪机场线LIM 驱动的轻轨车辆已运营多年。在日本,LIM驱动方式也被用于地铁车辆牵引,如大阪地铁的鹤见绿地线电动车辆 (大阪交通局70型车辆)、东京地铁的都营12号线电动车辆 (东京交通局12-000型车辆),都采用了LIM驱动方式,这两条线部分完工后已分别于1990年3月和1991年12月投入运营,福冈地铁3号线也计划采用LIM驱动方式。目前,至少在5个国家、9条轨道交通线中得到应用,建成的线路总里程超过180km。
LIM驱动的地铁车辆在东京、大阪运行了多年,均没有发生过大的故障,证明了它的实用性。在实际运营中,LTM 车辆逐渐被人们接受。LTM 车辆有着断面小、爬坡能力强、转弯半径小、良好的牵引和制动性能、噪声小、寿命长等优点,但是与普通的旋转电机相比,它的效率和功率因数低。直线电机系统一次侧和二次侧的气隙对LIM 的性能影响较大,所以对轨道、反作用板、轨枕的尺寸精度及安装精度,LIM 的安装精度及支撑结构都相应有较高的要求。
早在20世纪80年代,我国就已开始这种渠道方式的运载系统,但一直处于系统选择可行性研究,到了90年代,随着磁浮铁路系统试验线及试验车的研制,开始了直线电机及其控制系统设备研制,但至今还未在城市轨道交通直线电机运载系统这个领域进行过系统广泛的科技攻关研究工作。(www.daowen.com)
北京市轨道交通首都国际机场线为体现机场线的特点,实现北京市轨道交通跨越式发展,根据沿线的环境要求,经过市有关部门多次开会研究,对轮轨系统、直线电机系统、中低速磁浮方案进行充分比较,从系统运能、线路适应性、技术先进性、环境影响等方面综合研究,最后决定采用低噪声的新型交通制式直线电机系统。广州市地质条件复杂,建成区建筑物密集,加上珠江水系的影响,线路必须多次穿越珠江,从整个路网规划的情况来看,目前所采用的传统的轨道交通系统已经不能很好地满足工程建设和运营的需要了,必须探索新的途径,直线电机运载系统就是根据这一需要而提出的。广州市轨道交通4号和5号线车辆供应商是日本川崎重工业公司,4号线直线电机系统采用日本技术。
随着我国经济持续高速发展,城市化高潮的到来,城市交通问题和矛盾日益突出,城市大力发展大运量的集体运输系统越来越迫切,LIM 驱动的小断面地铁车辆为我们提供了一种降低造价的选择。
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