電氣技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

王瑞華

蘇交科集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南京 210000

引言

如今，科技的發(fā)展速度不斷加快，我國在電氣技術(shù)方面的研究投入不斷增加，電氣技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，城市軌道交通在電氣技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)下，獲得了很好的發(fā)展，對城市的建設(shè)發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用。

一、我國城市交通的發(fā)展現(xiàn)狀

（一 ）城市建設(shè)發(fā)展迅猛

如今，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工業(yè)發(fā)展的速度十分迅猛，城市的建設(shè)速度不斷加快，很好的帶動(dòng)著周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成了以老城為中心的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)，對城市和周邊地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展都有極大的幫助。但是，交通的不便極大限制著城市與周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)交流，周邊地區(qū)的發(fā)展與城市的發(fā)展很難同步，制約著我國城市化建設(shè)的順利推進(jìn)。

（二 ）土地利用面積擴(kuò)大

城市化建設(shè)的推進(jìn)，土地的利用面積必然會(huì)不斷擴(kuò)大，而且會(huì)以城市為中心向周邊不斷擴(kuò)散，周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)用地必然會(huì)被逐漸占用，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和建設(shè)城市范圍的增加，市區(qū)的交通距離也會(huì)增加，城市的交通狀況勢必會(huì)受到很大的影響，導(dǎo)致原本緊張的交通變得更加擁擠。

（三 ）城市公交結(jié)構(gòu)單一，分布不合理

我國的城市建設(shè)過程中，大部分的城市交通都是公交和客運(yùn)汽車，部分城市中也有無軌電車，但是這樣的客運(yùn)量十分有限，載客運(yùn)輸能力差，而且速度慢，對石油和天然氣等能源的需求量極大，運(yùn)行還會(huì)對城市產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣和環(huán)境污染。很多城市為了能夠有效的舒緩城市交通的壓力，保證客運(yùn)能力的增加，不得不增加車輛的數(shù)量，這樣一來雖然很好的解決了客運(yùn)能力不足的問題，但是卻導(dǎo)致了交通壓力的增加，實(shí)際的載運(yùn)能力并沒有得到實(shí)質(zhì)性的提升，并且車輛數(shù)量越多，城市交通的壓力也會(huì)增加。

二、電氣技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用分析

（一 ）直線電機(jī)車在城市軌道交通中的應(yīng)用分析

直線電機(jī)車是一種軌道的客運(yùn)方式，也就是人們常講的地鐵，該類車輛相對比較特殊，結(jié)構(gòu)相對簡單，能夠很好的在小于半徑的曲線上平穩(wěn)的行駛。該車輛主要使用直流感應(yīng)電機(jī)作為動(dòng)力，運(yùn)行速度快，載客能力強(qiáng)，而且運(yùn)行平穩(wěn)，安全系數(shù)高。該類車輛的制動(dòng)方式主要為空氣制動(dòng)和再生制動(dòng)，地鐵車輛的制動(dòng)則主要使用空氣制動(dòng)。

與傳統(tǒng)的地鐵系統(tǒng)相比，直流電機(jī)的優(yōu)勢更加明顯，爬坡能力更強(qiáng)，在進(jìn)入和站臺的爬坡和駛離站臺時(shí)的下坡表現(xiàn)的更加靈活。同時(shí)，直流電機(jī)車的轉(zhuǎn)向架也比傳統(tǒng)的地鐵要靈活的多，自由度更大，能夠通過小于半徑的轉(zhuǎn)彎線路，很好的降低車輛軌道建設(shè)的難度。另外，直流電機(jī)車的車輪直徑更小，這樣的設(shè)計(jì)有效的降低了車輛的高度，車輛的實(shí)際運(yùn)行也更加安全可靠。

直流電機(jī)車所使用的轉(zhuǎn)向架為徑向類型，可以極大的降低車輪和軌道之間的摩擦，車輛可以經(jīng)過角度較小的彎道，車輛的導(dǎo)向性能更強(qiáng)。在進(jìn)行該車量軌道建設(shè)時(shí)，彎度的增加可以有效降低軌道建設(shè)對周圍環(huán)境的影響，避免軌道建設(shè)過程中大量的房屋拆遷，極大的減少了建設(shè)資金投入。另外直流電機(jī)的車身高度更低，車身高度的降低，有利于車身內(nèi)部的空間擴(kuò)展，增加車輛的舒適感，乘客上下車也更加方便。

目前，直流電機(jī)車，也就是人們生活中常說的地鐵，在很多的大型城市都獲得了很好的應(yīng)用普及，很好的解決了城市發(fā)展建設(shè)中交通與客運(yùn)壓力大的問題。有些城市的直流電機(jī)車每天運(yùn)載的客運(yùn)量甚至可以達(dá)到幾萬人，客運(yùn)速度比傳統(tǒng)的公交運(yùn)輸要迅速的多，而且，直流電機(jī)車的軌道基本都是在城市地下，極大的緩解了城市的交通壓力，不僅運(yùn)行速度快，也更安全。另外，直流電機(jī)車舒適性更高、能耗更低，是目前解決城市客運(yùn)與交通壓力最有效的方式。隨著磁懸浮技術(shù)的深入研究，地鐵等直流電機(jī)車在未來的應(yīng)用將更加廣泛。

（二 ）雙向變流器在城市軌道交通中的應(yīng)用分析

1、完全采用雙向變流器

雙向變流器的使用，直接取代了傳統(tǒng)的二級管整流器，也完全改變了城市軌道車輛的牽引供電方式。目前所采用的供電方式將所有的線路都變?yōu)閜wm整流形式，這一改進(jìn)很好的解決了二極管整流時(shí)電壓紋波變化大的缺點(diǎn)，輸出的直流電壓更加穩(wěn)定，而且可控性更強(qiáng)，電能轉(zhuǎn)化為車輛動(dòng)力的效率更高，有效的減少了車輛運(yùn)行的能源消耗。但是，由于雙向變流器的集成化特點(diǎn)，此類設(shè)備的容量要比二級整流器小很多，實(shí)際功率變小，如果要想保證設(shè)備的功率實(shí)現(xiàn)，不得不增加雙向變流器的數(shù)量，實(shí)際的建設(shè)成本更高，目前還不具備大范圍應(yīng)用的可能。

2、混合應(yīng)用方案

經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，雙向變流器和二極管整流器二者進(jìn)行結(jié)合使用具有一定的實(shí)際可行性，能夠在一定程度上發(fā)揮雙向變流器節(jié)能的優(yōu)勢，同時(shí)二極管整流器的保留，能夠有效保證容量的充足，價(jià)格也可以保持在實(shí)際接受的范圍內(nèi)。兩種設(shè)備的混合應(yīng)用，很好的節(jié)省了電能消耗，具有很好的實(shí)用價(jià)值，已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)束語

如今，我國的城市發(fā)展速度不斷加快，城市人口數(shù)量不斷增加，城市的交通壓力越來越大。傳統(tǒng)的城市交通結(jié)構(gòu)單一，客運(yùn)能力弱，是困擾著城市建設(shè)發(fā)展的一大難題。大力發(fā)展軌道交通，增加在軌道交通中的研究投入，可以有效的緩解城市交通壓力，保證城市的又好又快發(fā)展。