直线电机交通模式及技术经济特性
摘要:直线电机已开始在磁悬浮铁路、城市轨道交通中应用。介绍了直线电机的分类 、
3 种典型的磁悬浮铁路和直线电机驱动的轮轨交通,对上述交通方式的技术经济特征进
行了对比,总结了上述交通方式的适用范围。
1
、引言
从 1825 年世界第一条铁路出现算起,轨道交通已有近 180 年的历史。特别是上个世纪
中叶以来,随着科技的进步,轨道交通运输方式不仅在诸如速度、密度、重量等性能方面
有了很大提高,而且轨道交通方式本身也发生了巨大的变革。快速轨道交通有地铁、轻轨、
单轨等多种方式。牵引方式历经蒸汽牵引、内燃牵引、电力牵引等阶段,目前在世界范围内
又发展出直线电机牵引的交通方式,包括磁悬浮铁路、直线电机轮轨交通、磁悬浮飞机等。
该交通方式目前正在迅速发展,将来会成为本世纪的主要交通方式之一。
本文介绍以直线电机作为牵引方式的新型客运交通方式,主要包括技术原理和技术经
济分析,最后对我国发展轨道交通系统提出发展建议。
2.
直线电机及分类
2.1
直线电机原理
传统的轮轨接触式铁路,车辆所获得的牵引力(或称驱动力)、导向力和支承力均依靠
轮轨相互作用获得,电传动内燃机车或电力机车的牵引动力来自于传统的旋转电机。直线
电机交通系统不使用传统的旋转电机而使用直线电机(liner motor)来获得牵引动力。可以想
象将传统的旋转电机从转子中心向一侧切开并且展直,这样旋转电机则变为直线电机。或
者认为直线电机是半径无限大的旋转电机。这时定子中的旋转磁场将变为直线移动磁场,
车辆将随着直线电机磁场的移动而向前运动。
2.2
直线电机分类
直线电机可以根据磁场是否同步、定子长度及驱动方式等因素进行分类。
2.2.1
按直线电机定子长度划分
根据定子长度的不同,直线电机可以划分为长定子直线电机和短定子直线电机。
长定子直线电机的定子(初级线圈)设置在导轨上,其定子绕组可以在导轨上无限长
“
”
地铺设,故称为 长定子 。长定子直线电机通常用在高速及超高速磁悬浮铁路中,应用在
长大干线及城际铁路领域。
“
”
短定子直线电机的定子设置在车辆上。由于其长度受列车长度的限制,故称为 短定子 。
短定子直线电机通常用在中低速磁悬浮铁路及直线电机轮轨交通中,用在城市轨道交通
领域。