城市轨道交通系统论文

城市轨道交通系统是指在城市中利用车辆在固定导轨上运行，主要用于城市客运的交通系统。在我国国家标准《城市公共交通常用术语》中，城市轨道交通被定义为“通常以电能为动力，采用轮轨运输方式的快速大容量公共交通的总称”。让我们看看关于城市轨道交通系统的论文。

介绍了直线电机的工作原理和直线电机电动汽车的特点，以及日本地铁和常导磁悬浮交通系统的发展概况。

关键词:直线电机；城市轨道交通；地铁；磁悬浮；小型摩托车

城市交通在城市发展过程中变得越来越重要，城市轨道交通占据着突出的地位。由于近年来科学技术的发展和进步，城市轨道交通的形式多种多样，包括地铁、轻轨交通、单轨交通、新型交通系统和磁悬浮交通系统。在改善城市交通时，城市根据自身的具体特点选择更广泛的交通系统。安全、舒适、高密度运营，节能、环保，通过引进新技术降低成本，从结构和性能上采取措施，不断改进，保持先进性，是城市轨道交通存在的价值。在城市轨道交通系统中，根据车辆的特点，采用直线电机作为驱动电机提供了一种新的选择。

一、直线电机的工作原理

通常，马达是旋转型的。定子环绕圆柱形转子，定子形成磁场，电流在转子中流动，使转子产生旋转力矩。在直线电机中，两个圆柱形部分被展开成平板，彼此面对，并且定子在对应于转子运动的长度方向上延伸。转子以一定的方式支撑并保持稳定，在转子和定子之间形成间隙。

产生推进力的原理和电机产生扭矩的原理一样。在直线电机地铁中，安装在转向架上的直线电机产生一个沿前进方向的运动磁场。二次电流(涡电流)通过安装在面对磁场的地面上的感应板(相当于二次线圈)，二次电流切割磁场产生的力作为反作用力，使安装在转向架上的直线电机获得推进力。

直线电机的基本缺点是很难把定子和转子的间隙做得和旋转电机一样小，是无限循环，而直线电机是有端部的。因此，漏磁通高，并且电-机械能转换的效率低。如果要获得相同的输出，逆变器的容量需要比旋转型的大。

二、直线电机电动汽车的特点

在使用旋转电机的电动汽车中，旋转扭矩一般通过齿轮减速转化为列车的牵引力，同时也受到轮轨粘着的限制。

在直线电机电动汽车中，推进力由铺设在钢轨之间的感应板直接传递，因此不受粘着力的限制，并可能摆脱滑行和空转带来的各种问题，有利于通过大坡道(最大坡度可达60 ‰ ~ 80 ‰)和小半径曲线(最小半径为50m)。另外，由于直线电机没有转动部件，不需要轴承和润滑机构，结构简单，寿命延长，这是它最大的特点。

在旋转电机中，旋转扭矩与其直径的平方成正比，因此为了获得大的旋转扭矩，电机的直径将增加。在直线电机中，这相当于在长度方向上延伸相应的部分，在高度方向上减小。在大型电机中，如果1的齿轮减速，轮径也必须增大；在直线电机驱动中，这是不必要的，因此可以减小车轮的直径，这将降低车辆地板的高度。

以上优点是小断面地铁采用直线电机电动车的原因。

但直线电机效率较低，与同样的地铁相比，耗电量更大。除了这个缺点，上述优点也不能充分发挥。因为不受附着限制，牵引时线路坡度可以很大；但制动时，如果电制动失效，就必须依靠机械制动，机械制动是靠附着力控制的，所以线路坡度不能太大。此外，因为线性马达是扁平装置，所以可以降低车辆地板表面的高度，并且还可以减小车轮的直径。但是直径小的轮子磨损会更快，所以不能太小。因为扁平直线电机的长度可以延长，所以每个转向架上安装一个电机就足够了，这也是直线电机地铁现在编组为全移动车辆的原因之一。

三、直线电机电动汽车在日本的应用和发展

3.1直线电机地铁

在地铁建设成本中，挖地下隧道的成本占了很大一部分。使用直线电机电动车辆对降低地下隧道的挖掘成本非常有利，从而降低整个地铁的建设成本。以日本为例。普通地铁隧道直径为5.8m，直线电机地铁隧道直径为4.0~4.3m，如图1。可以估算出，后一个隧道工程的开挖量相比前一个可以减少约1/3，这意味着地铁的造价将大大降低。另外，相对于旋转电机，直线电机具有扁平的外形，因此可以降低车辆地板的高度，减小整车尺寸，但这并不影响车内空间，即不会给乘客带来不便。直线电机只产生车辆的驱动力，车辆仍然使用钢轮和钢轨作为支撑和导向系统。

3.2常导磁悬浮交通系统

虽然直线电机地铁具有造价低、通过大坡道能力强、转弯曲线半径小、维护少、运行平稳等诸多优点。，已在部分城市使用，但载客量较小，目前只能作为现有地铁的补充。与现有铁路相比，正常导向磁悬浮交通系统是一种全新的交通系统，其优势将使其在城市轨道交通系统中占有一席之地。随着科技的进步，直线电机及其在地铁等方面的应用将会有很好的发展前景。

参考资料:

1局リニァソヮンポィントレッスンン129rm206543；

2.长野秀夫常导磁浮交通的发展趋势，HSST，JREA 2001

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