广州电车主要包括有轨电车和无轨电车,其原理基本基于电能驱动和电磁感应,具体如下:
电能获取与传输
- 有轨电车:电能来源于直流牵引变电所。这些电能通过沿街道上空架设的接触网传输,有轨电车通过安装在顶部的受流器(如受电弓)与接触网接触,使电流进入车体。
- 无轨电车:同样依靠外部电源供电,通常是通过两根架空导线,无轨电车利用车顶上的集电杆与架空线接触来获取电能,进而为车辆运行提供动力支持。
驱动系统工作
- 电动机原理:无论是有轨电车还是无轨电车,都依靠电动机驱动。直流电机内部有定子和转子,定子上有磁极,转子有绕组。通电后,转子上形成磁场,定子和转子的磁极之间有一个夹角,在定转子磁场的相互吸引下,使电机旋转。交流电机则是通过定子线圈绕组产生旋转磁场,转子在旋转磁场的作用下产生感应电流,进而产生与旋转磁场相互作用的力,推动转子旋转。
- 调速控制:车内的电子变速器是关键部件之一,它通过“电流增压作用”来提高电车的行驶速度,使用“FET管”来增大电流,从而实现更高效的车速控制,可提供稳定的电流输出,使电车运行更加平稳。
制动与能量回收
- 制动原理:电车的制动系统通过机械制动和电气制动两种方式实现。机械制动即利用刹车片与制动盘或制动鼓之间的摩擦力来减速停车;电气制动是使电动机工作在发电状态,将车辆的动能转化为电能,产生与运动方向相反的电磁转矩,起到制动作用。
- 能量回收:在减速或下坡时,电车的驱动电机可转换为发电机模式,将车辆的动能转化为电能并存储回电池或反馈到电网中,实现能量回收,提高能源利用效率,延长车辆的续航里程或减少能耗。
转向与控制
- 转向原理:有轨电车通过特殊的轨道结构和车轮转向装置来实现转向,车轮与轨道之间的配合以及转向架的设计使得车辆能够沿着轨道的弯道行驶。无轨电车则依靠方向盘等转向装置,通过控制前轮的转向角度来实现车辆的转向。
- 信号与控制:电车的运行受信号系统控制,包括地面信号和车载信号设备。地面信号系统通过信号灯、轨道电路等向车辆发送运行指令,车载信号设备接收并解读这些信号,控制车辆的启动、加速、减速和停车等操作,以确保车辆的安全运行和有序调度。