石油社《城市轨道交通车辆构造》教学课件-NO8.pptVIP

三、磁浮列车的原理 1.磁浮原理 超导磁体的电阻为零，在运行中几乎不消耗能量，而且磁场强度很大。在超导体和导轨之间产生的强大排斥力，可使车辆浮起。当车辆向下位移时，超导磁体与磁浮线圈的间距减小、电流增大，使磁浮力增加，又使车辆自动恢复到原来的磁浮位置。这个间隙与速度的大小有关，一般到100 km/h时车体才能磁浮。因此，必须在车辆上装设机械辅助支撑装置，如辅助支持轮及相应的弹簧支撑，以保证列车安全可靠地着陆。 三、磁浮列车的原理 2.导向原理 （1）常导磁吸式的导向系统。常导磁吸式的导向系统与磁浮系统类似，是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙，当车辆左右偏移时，车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，使车辆恢复到正常位置。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙，从而达到控制列车运行方向的目的。 三、磁浮列车的原理 2.导向原理 （2）超导磁斥式的导向系统。超导磁斥式的导向系统可以采用以下三种方式构成：第一种在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮，使之与导向轨侧面相互作用以产生复原力，这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡，从而使列车沿着导向轨中心线运行。第二种在车辆上安装专用的导向超导磁铁，使之与导向轨侧向的作用力相平衡，使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦，只要控制侧向地面导向线圈中的电流，就可以使列车保持一定的侧向间隙。 三、磁浮列车的原理 2.导向原理 第三种利用磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8”字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心线上时，线圈内的磁场为零；而当列车产生侧向位移时，“8”字形的线圈内磁场为零，并产生一个反作用力以平衡列车的侧向力，使列车回到线路中心线的位置。 三、磁浮列车的原理 3.推进原理 磁浮列车推进系统最关键的技术是把旋转电机展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，展开以后，其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。 常导磁吸式磁浮采用短定子异步直线电机。在车辆上安装三相电枢绕组，轨道上安装感应轨。这种方式结构比较简单、容易维护、造价低，适用于中低速城市运输及近郊运输以及作为短程旅游线系统，缺点是功率偏低，不利于高速运行。其中TR型快速动车和上海引进的Transrapid 06号磁浮列车，以及日本的HSST型磁浮列车都采用这种形式。 三、磁浮列车的原理 3.推进原理 超导磁斥式磁浮采用长定子同步直线电机。其超导磁体安装在车辆上，在轨道沿线设置无源闭合线圈或非磁性金属板。磁浮装置超导电磁线圈的采用，为直线同步电机的激磁线圈处于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一个冷却系统，或者同一线圈同时起到磁浮、导向和推进的作用。高速长定子同步直线电机牵引传动系统的构成相对复杂。地面牵引供电系统一个区间又分成许多段，每段只有列车通过时供电，各段切换由触点真空开关完成。为使列车在各段间不冲动，需两组逆变器轮流供电，其特点为大功率、高压、大电流。 （1）掌握直线电机地铁车辆的工作原理、基本结构和特点等基本知识与技能。 （2）了解磁浮列车的基本知识、基本工作原理和应用。任务一直线电机地铁车辆。 任务一 直线电机地铁车辆 01 任务二 磁浮列车 02 任务一 直线电机地铁车辆 一、直线电机基本知识 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。如图8-1所示，一般的旋转感应电机包括定子和转子两大部分，定子主要由机壳、铁心、三相绕组组成，转子主要由鼠笼和铁心组成，而直线异步电机可看成是一台旋转异步电机沿轴向剖开，然后展成平面而成。如图8-2所示，对应旋转电机定子的部分叫初级，对应转子的部分叫次级。在初级绕组中通三相交流电，便产生一个平移交变磁场称为行波磁场。在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。 如 图 8-1 一、直线电机基本知识 如 图 8-2 一、直线电机基本知识 二、直线电机地铁车辆的特点 直线电机地铁车辆一般情况都将直线异步电机的定子安装在车辆转向架上，将转子安装在轨道中间，转子也可称为感应板，多采用非磁性体（铜板或铝板）和磁性体（钢板）构成的复合金属板，以兼具两者的优点。直线电机地铁车辆的基本特点总结如下： 直线电机地铁车辆能够依靠直线电机产生的电磁力推进，车轮仅起到承载作用，列车的牵引力不再受到轮轨间黏着因素的制约，可以获得很强的启动、加速和减速动力性能，尤其具有突出的爬坡能力，线路的最大坡度可达到70‰以上，远远大于传统地铁车辆30‰的最大坡度。 (1)良好的动力性能。 二、直线电机地铁车辆的特点 直线电机地铁车辆没有齿轮传动机构的啮合振动和噪声；车轮不是驱动轮