广州地铁直线电机车辆整体式感应板与叠片式感应板比较.pdf

广州地铁立线电机车整保式感应板
与叠片式感应故比發
王丹吕劲松
(广州地铁集团有限公司,510380,广州∥第一作者,工程师)
摘要介绍了广州地铁直线电机车辆整体式感应板和叠电机功率因数低。广州地铁4、5、6号线车辆的直线
片式感应板的结构形式、材质,对两种感应板的生产工艺、机电机均为复合次级,具有相对较好的性能指标。
械尺寸、电气性能进行了比较,为城市轨道交通直线电机车
辆感应板的选型提供参考
关键词地铁车辆;直线电机;感应板
中图分类号TM359.4
nomo om lorene
O:10.16037/j.-1007-869X.2016.04.020
C\
1一初级;2一次级;3一行波磁场
Comparative Study of Integrated Reaction Plate and [aminated
图1直线电机原理示意
Sheet Reaction Plate Installed in Guangzhou Metro Linear Mo-
tor Vehicle
WANG Dan, LU Jinsong
1感应板类型
Abstract The structure and materials of integrated reaction
感应板由电导板、导磁板、安装座及支架组成,
plate and laminated sheet reaction plate used in Guangzhou其结构如图2所示。按照导磁板结构形式,感应板
metro are introduced, their production technology, me
分为整体式和叠片式两种。按照导电板的材料不
chanical dimensions and electric propertics are compared
This study provides a reference for urban rail transit com
同,感应板可分为覆铜板十低碳钢板及覆铝板十低
panies to select the proper reaction plate
碳钢板炳种。铜板可以提供更大的推力,且次级电
Key words metro vehicle; linear motor; reaction plate
阻减小,故在相同推力下,覆铜板感应板的效率有所
Author' s address Guangzhou Metro Group Co.,Ltd.,提高,但覆铜板成本较高
510380, Guangzhou, China
导电板
导磁板
广州地铁4、5、6号线均采用直线电机车辆,其
安装座及支架
感应板作为直线电机的次级,直接铺设在轨道中间。
图2感应板结构示意图
直线电机工作原理如图1所示:初级三相绕组
中通入三相对称正弦电流,产生行波气隙磁场;行波
广州地铁4~6号线感应板所采用的导电板均
磁场切割次级导体,感应电动势并产生电流;电流与为铝板,但导磁板结构形式不同。其中,4、5号线铺
行波磁场相互作用产生电磁推力。次级在推力作用设的感应板为整体式(见图3),6号线铺设的感应板
下顺着行波磁场运动的方向运动
为叠片式(见图4)。
直线电机的次级分为磁性次级、非磁性次级和复
合次级三种,磁性次级的材料为低碳钢板,非磁性次
级的材料为铜或铝,复合次级是二者的复合。低碳钢
板的导电性不好,所以磁性次级的直线电机效率较
低。而铜或铝的导磁性能不好,故非磁性次级的直线
图3广州地铁整体式感应板
4%
%
图4广州地铁叠片式感应板
叠片数/片
2整体式感应板和捶片式感应板比较
图5叠片数量与电机推力的关系
2.1生产工艺比较
广州地铁集团有限公司实测数据(见图6、图7
爆炸焊接是生产整体式感应板的一种非常有效
显示,列车由静止以最大加速度加速到35km/h
的方法,其通过爆炸提供的能量将覆铝板和背铁形
时,6号线叠片式感应板与4、5号线整体式感应板
成性能优良的复合体。整体式感应板剪切强度、拉
对能耗影响不大,但6号线叠片式感应板的推力明
脱强度均大于60MPa,制造工艺简单,制造成本相
对较低,但其必须整体更换,维护成本高
显高于4、5号线整体式感应板的推力。
叠片式感应板的覆铝板和背铁依靠螺栓紧固在
L「整体式感应板测试的数据
起,如果覆铝板被破坏,只需将覆铝板更换,不需
叠片式感应板测试的数据
要大型的吊装设备,维修比较简单方便,维护成本
低,但背铁及铝覆板制造工艺相对复杂,制造成本相
对较高一些。
架0.4
2.2机械尺寸比较
0.2
整体式感应板和叠片式感应板的机槭尺寸比较
如表1所示。
0
速度/(kmh
表1整体式感应板与叠片式感应板机械尺寸比较
图6实测能耗与速度的关系
高度/背铁厚度/覆铝厚度/覆铝宽度
m
叠片式感应板
460
一整体式感应板测试的数据
叠片式感应板测试的数据
整体式感应板
360
导电层厚度变化对启动点推力的影响不大,对
额定点推力的影响较大。导电层厚度加大,相应的
出归收
电流变大,推力也较大。导电层厚度变化对高速点
的影响则相反,厚度加大虽电流较大,但推力反而稍
10
小。将背铁设计成叠片式,可减少涡流损耗。相关
10
试验表明,養片数量增加,推力增加,但叠片数增加
速度/(km/h
到一定值时,其推力不再增加(见图5)。经研究,广
图7实测运行距离与速度的关系
州地铁6号线感应板的叠片数量定为18片。
2.3性能比较
3结语
在相同的气隙情况下,叠片式感应板的推力比
在直线电机车辆感应板铺设方面,国外已有同
整体式感应板的推力要大。这是因为直线电机从感
一线路不同区段铺设不同类型感应板的实践经验。
应板上经过时,在感应板导磁板上会产生涡流,整体
感应板形式的选择应从列车性能、羍引能耗、维护
式感应板的导磁板是整块背铁,内阻小,涡流损耗
成本等综合考虑,选取一个合理的平衡点。
大,叠片式感应板的导磁板由若干块背铁叠片而成,
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涡流损耗小。