摘 要：直線電機軌道交通具備建設成本低、受環境影響小、爬坡能力強等優點，近年來該交通形式在我國各城市的應用日漸廣泛，相關研究也隨之大量涌現。牽引變流器、牽引直線電機均屬于直線電機軌道交通牽引系統的核心構成，二者與牽引控制難度較大、大功率直線感應電機電磁計算困難等難題聯系緊密。基于此，本文將簡單分析直線電機軌道交通牽引系統，并圍繞直線電機軌道交通牽引系統運行試驗結果進行深入探討，希望研究內容能夠給相關從業人員以啟發。

　　關鍵詞：直線電機 軌道交通牽引系統 牽引直線電機 牽引變流器

　　直線電機軌道交通牽引系統國產化的受關注程度近年來不斷提升，這種國產化需解決牽引控制難度較大等難題，本文研究主要圍繞國產化的相關探索展開。

　　1 直線電機軌道交通牽引系統分析

　　1.1 牽引直線電機分析

　　直線電機軌道交通牽引系統采用三相直線感應電動機作為牽引直線電機，采用單邊短初級結構形式，由初級及次級構成，在車輛轉向架上安裝三相直線感應電動機的初級，需將2臺直線電機初級懸掛于每臺轉向架上，同時在軌道上安裝次級[1]。采用嵌入槽中三相繞組與帶齒槽鐵心(高性能硅鋼片疊成)構成的三相直線感應電動機初級，轉向架上的懸掛基于三點懸掛方式實現，3個懸掛端可將電機所產生的法向力及推力傳遞給車體[2]。作為強耦合、非線性的時變系統，三相直線感應電動機的次級電阻和勵磁電感等重要參數直接受到車輛氣隙大小、速度的影響，電機的牽引特性也會同時受到影響。三相直線感應電動機面臨著次級反應板集膚效應、電磁氣隙大、邊端極“半填充槽”、橫縱向端部效應等問題，這就使得圍繞三相直線感應電動機開展的特性計算和理論分析往往較為困難、復雜[3]，因此需要開展針對性的等效電路修正，由此三相直線感應電動機的集膚效應、初級端部半填充槽、縱向和橫向邊端效應影響即可通過修正系數反映，如式(1)為每相磁化電抗縱向動態端部效應修正系數，式中的τ、G、pe、C1與C2、s分別為極距、品質因數、等效極對數、過渡變量、滑差率[4]。

　　基于國產化探索可以發現，在大功率三相直線感應電動機研制完成后，需開展充分的試驗測試，以此得出直流母線電壓750V時的推力-速度特性，及線電壓、電流-速度特性，同時還需要對6.5Hz啟動頻率時三相直線感應電動機的推力-速度特性進行試驗(堵轉試驗)[5]，對比國產化三相直線感應電動機的技術參數可以發現，550V的額定電壓、400A的持續電流、6.5Hz的啟動頻率、650A的最大電流、200kW的額定功率與堵轉試驗結果基本吻合，由此可證明國產化三相直線感應電動機電磁設計與電磁計算的有效性[6]。

　　1.2 牽引變流器分析

　　直線電機軌道交通的本車的2臺直線電機(三相直線感應電動機)供電由每臺牽引變流器負責，采用輸入電壓為750V的牽引變流器，三相可變頻變壓交流電可由此輸出。結合國產化探索可以發現，二電平電壓型直-交逆變電路屬于國產化牽引變流器常用主電路，包括電流傳感器、牽引控制單元和電壓、三相逆變功率電路、過壓斬波電路、直流電容環節、直流進線環節、輔助設備(風機、電源等)。分析國產化牽引變流器技術參數，其擁有1.3MVA的容量、2×400A的額定輸出電流、0～75Hz的輸出頻率范圍、1000Hz的最高開關頻率、額定DC750V的輸入電壓(波動范圍為500～900V)。基于國產化牽引變流器主電路原理開展試驗可以發現，在其擁有1320A的輸出電流有效值時(峰值為1866A)，該牽引變流器可實現長時間穩定運行。

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