地铁车辆技术运用情况的研究

地铁车辆技术运用情况的研究

摘要：目前，大城市的地铁发展非常迅速，地铁的发展在一定程度上很好的缓解了了城市的交通问题，减少了空气的污染，而随着地铁发展地铁车辆技术运用的情况就有必要做些研究。地铁车辆技术包括很多方面，有车体的型号、转向架等；地铁车辆技术中有关电传动系统、控制系统尤为重要。

关键词：地铁车辆 系统 技术运用 发展 1 目前关于地铁车辆的一些基本现状

A型、B型地铁车辆是中国国内城市轨道车辆的主要型号。一般A型车辆输送的客流量较大，比如京港地铁14号线和16号线两条线将会是A车，以及上海3、4号线地铁车辆的更新都会采用A型 ；B型车辆输送的客流量为中等，比如北京的地铁等，国内一般采用的是B型。

当下A型车通常安排6辆车为一组，动车和拖车的比例为2：1，长度约为140米，车头的长度约为24.4米，中间车辆长度较短为22.8米，最大的车辆宽度在3～3.1米，车身高度为3.8米，每一辆车的最大轴重要小于16t，接触网受流DC1500V。B型车每一节车身长度是19.52米，通常采用6辆车为一组，动车和拖车的比例取1：1，最大车身宽度在2.6～2.9米之间，接触网受流是DC1500V或者三轨受流DC750V，每一辆车的最大轴重要小于14t。

伴随着各个国家技术状况、客流量的差别，国内外在外形和配置方面地铁车辆和轻轨车辆是不一样的。我国的地铁和轻轨车辆一般比国外的微长，国外车辆的宽度根据实际情况进行确定，一般是根据隧道洞体的大小进行调整，车宽在2.56米到2.83米之间。现在的地铁车辆采用IGBT脉宽调制逆变器。地铁车辆的编组根据线路而实施调整，一般有3、4、5、6辆的方式，动车和拖车的比例根据实际确定。

2 地铁车辆的技术发展

根据目前地铁车辆在招标中的技术参数，车体、转向架、牵引系统、制动系统、控制系统等有一下的发展趋势。

2.1车体

车身轻量化是地铁车辆的一个重要指标之一，车辆的质量轻减少了动力装置的功率，从而提高了车辆的运送能力；车身的耐腐蚀化也是重要指标之一，可以减少材料的损耗，从长期来说大大减少了车体的维护，减少了维护的支出。所以减轻车体的质量是长期考虑到问题之一，一般是在车体的架构跟材料上做文章。

地铁车辆的承载结构是车身设计的重中之重，车体按规定都采用整体承载架构。现在车体的耐腐蚀性能比以前的碳钢车体强了许多，工艺和材料的选择都比

以前更加的先进。现在，各个大中城市招标的地铁车辆，要求车体必须是铝合金中空型材料整体焊接车体或者是不锈钢薄壁筒形整体焊接车体。铝合金材质比较轻，要比相同体积的车体减轻了2t，这就为A型车的轴承载小于16t创造了良好的条件。

地铁车辆为了充分的利用地下空间，提高乘客的乘车环境以及增加客载人数，一般都使用鼓型车体，但要是地下空间不是很充足的情况下，A型车辆的车体可以使用平面侧墙的方案。

在乘车车间内部方面，材质要求阻燃、环保，材质颜色给人感觉清新、不易磨损。在乘车车间的空间安排方面，为了充分的利用空间，增加载客量，座椅纵向摆设。同时，我们应当注意到，减轻车体的质量必然会引起动车轴重的减轻，减低了启动牵引力。

车钩一般采用两种类型车钩：全自动车钩和半永久性牵引杆。

其全自动车钩与通用城轨车辆的全自动车钩相兼容。车钩后端部设有可复原的能量吸收功能的缓冲机构。当一空载列车在15km/h 的速度下与另一静止的列车（AW0）相撞时，车钩及缓冲器系统能有效地吸收其碰撞能量，车体不能损坏。

列车端设有乘客紧急疏散装置，所有车辆中间端都设有贯通道，组成列车的可活动部分，吸收车辆间全部的相对运动。贯通道为分开式，每一半分别装在对应的车辆上，并在两车辆地板间有一个分开式渡板。车钩支承贯通道连接处。

2.2转向架

转向架分为动车转向架和拖车转向架。动车转向架上有牵引传动装置（牵引电机、齿轮传动装置、联轴节），动车构架带有电机吊座、齿轮箱吊座等。拖车转向架上没有牵引传动装置，其他结构基本相同。地铁位于城市地下，要求其必须具有非常好的过弯能力，从而减少侧压力的影响，降低轮轨之间的摩擦阻力，运行成本大大降低。现在普遍是使用径向导向转向架。转向架车轮还有一个要求，把轮轨的噪音降到最低。车轮上面都有减震装置，采用弹性车轮和独特的减少震动和降低噪音的装置。

2.3 牵引系统

目前国内地铁车的牵引系统一般为变压变频的调速系统，采用鼠笼式三相异步电机驱动的交流传动系统，牵引逆变器元器件采用IGBT 器件。

牵引系统采用矢量控制或直接转矩控制方式，并采用架控或整车控制方式。

逆变器控制系统采用微机控制技术，并有诊断和故障信息储存功能。

牵引系统具有牵引、再生制动、电阻制动控制模式。电制动可实现制动能量

反馈。牵引逆变器具有防空转、防滑的功能。

2.4 制动系统

地铁的制动非常的重要，在城市中地铁车辆必须能够快速的启动和停车；车辆通过的线路不可能在一个水平上，所以为了防止下坡时候车速突然增加，发生危险，也要给地铁车辆安装制动系统。制动系统的组成主要有两部分：风源系统跟制动系统。其中制动系统又包括制动控制和制动执行两个系统。制动控制系统有两部分组成：制动信号发生与传输装置和制动控制装置。制动执行系统通常为基础执行装置。

现在一般运用的系统是模拟式电控制系统。地铁车辆的制动原理，微处理器电子模拟出制动信号，之后信号由相应的模拟转换阀转换成预控制压力，这种压力可以控制车辆中的空气制动缸，从而让地铁平稳的停止，这就是无级制动。具体来说，常用制动时，随着指令的输入变化地铁车辆的制动力也随之变化从而实现无级制动，并且可以随着载客量的变化自行进行调整。常用制动优先考虑运用再生制动，制动力不够的情况下，由空气制动进行补充；