中低速磁浮交通系统主要由车辆、线路、供电、运行控制等子系统组成。本书重点对车辆进行介绍。车辆是中低速磁浮交通系统中的核心部分,与轮轨制式城市轨道交通车辆相比,中低速磁浮列车的专有系统主要包括悬浮架、悬浮系统、牵引系统、制动系统等(图1-16)。
悬浮架是磁浮车辆的走行机构,相当于传统轮轨车辆的转向架,是车辆实现悬浮、导向、牵引、制动等功能的执行部件。每节车辆的悬浮架由4~5个基本结构相同的悬浮架模块组成,每个悬浮架模块两侧安装了悬浮电磁铁、直线电机和制动夹钳。悬浮电磁铁用于车辆的悬浮和导向,直线电机用于车辆的牵引和电制动,制动夹钳用于车辆的机械制动。多个悬浮架模块之间通过滑台连接,滑台与车体纵梁连接,滑台分为固定滑台和活动滑台,活动滑台设有线性轴承,车辆通过曲线时,悬浮架与车体能够通过线性轴承产生横向相对位移。
图1-16 中低速磁浮交通车辆专有系统
悬浮系统是磁浮列车的核心子系统,其功能是使车辆稳定悬浮在轨道上方,起到支撑和导向作用。中低速磁浮列车的悬浮制式采用的是常导电磁悬浮原理,每个悬浮架模块设置4个悬浮控制单元。每个悬浮控制单元由1个或2个悬浮控制器、1台悬浮电磁铁和1个悬浮传感器组成。
悬浮电磁铁采用铝线绕制,通过电流后产生电磁吸力使车辆悬浮。悬浮电磁铁使用环氧树脂密封,具有良好的环境适应性。悬浮传感器利用电涡流技术,负责实时采集悬浮电磁铁和F轨之间的间隙,以及悬浮电磁铁的加速度,并将两种信号传输给悬浮控制器。悬浮控制器采用H形主电路,负责处理悬浮传感器的间隙和加速度信号,根据信号实时调节输出电流,使悬浮间隙保持在正常范围。
牵引系统主电路主要由受流器、高压分线箱、高压电器柜、电抗器、牵引逆变器和直线电机组成。每节车均配置有1台牵引逆变器和10台直线电机,采用5串(相序交错)2并的方式连接。牵引系统采用恒滑差频率的直接转矩控制方式,以避免法向力波动过大而影响悬浮控制的稳定性。列车电制动时,在高速范围内采用再生制动,在低速范围内采用反向制动。
中低速磁浮列车制动系统采用电制动与液压制动相结合的方式,优先采用电制动,制动力不足时由液压制动进行补充。液压制动系统主要由司机室操作部件、电子制动控制单元(EBCU)、电液控制单元(EHU)、主动液压夹钳组成,整列列车制动控制采用车控方式,每节车制动均配置EBCU,通过硬线和MVB网络接收整车的制动指令,控制EHU实现电液混合控制功能。
中低速磁浮交通与地铁主要特点对比见表1-1。
表1-1 中低速磁浮交通与地铁主要特点对比