无轨电车技术原理主要涉及供电、动力、转向、制动等多个系统,具体如下:
供电原理
- 架空线网供电:无轨电车依靠车顶的集电杆与架空线网接触来获取电能。架空线网通常由两根平行导线构成,分别为正负极。集电杆顶端有集电靴,与架空线紧密接触,形成导电通路,使电能能够传输到车内。
- 整流转换:城市电网提供的是高压交流电,需要通过整流站将其转换为适合无轨电车使用的直流电,一般为600V或750V。整流站中的变流器负责将交流电转化为直流电,滤波器减少电磁干扰,控制系统确保整流过程稳定,为电车提供稳定的直流电源。
- 双源供电:现代双源无轨电车除了架空线网供电外,还搭载锂离子电池等作为第二动力源。在有线网路段,车载充电机在对电池进行充电的同时取电网电驱动车辆行驶;在无线网区域,利用车载动力电池实现脱网行驶。
动力原理
- 电机驱动:无轨电车配备电动机,早期多为直流电机,现在普遍采用交流变频电机,如感应电动机和永磁电机。电能传输到车内后,供给电动机,电动机将电能转化为机械能,产生扭矩,驱动车轮旋转,使车辆前进或后退。
- 调速控制:通过控制电机的输入电压或频率来实现调速。早期直流电机采用电阻调速或晶闸管斩波调速,现代交流变频电机则通过改变电源频率来精确控制电机转速,实现车辆的平稳加速、减速和变速行驶。
转向原理
- 机械转向:无轨电车的转向系统与普通汽车类似,主要由方向盘、转向轴、转向器、转向拉杆等组成。驾驶员转动方向盘,通过转向器将旋转运动转化为直线运动,推动转向拉杆,使车轮围绕主销偏转,实现车辆转向。
- 助力转向:为了减轻驾驶员的操作力,无轨电车通常配备助力转向系统,如液压助力或电动助力。液压助力转向系统利用油泵产生的压力来辅助转向力;电动助力转向系统则通过电机提供辅助扭矩,根据车速和转向角度等信号,精确控制助力大小。
制动原理
- 气压制动:一般的制动系统由制动器和制动操纵机构两部分构成。气压制动操纵机构包括控制装置、供能装置和制动气室。供能装置如空压机、储气罐等提供气压能量,通过管路传递。控制装置包括气动制动阀、单向节流阀等,负责处理制动指令,控制制动气室的动作,使制动器产生制动力,实现车辆制动。
- 智能制动:双电源无轨电车拥有“雨雪模式”,驾驶员按下按钮后,车辆会自动调整刹车扭矩,防止刹车时出现摆尾和侧滑现象,提升雨雪天行驶安全性。
辅助系统原理
- 监控系统:通过在车辆关键部位安装传感器,实时监测车辆的电池、电动机、刹车系统等性能数据。这些数据通过联网传输至运营中心,运营人员可进行实时分析和处理,实现远程诊断,还能根据数据分析制定维护计划,进行预防性维护。
- 车门系统:采用自动门设计,由电机、传动装置和控制系统组成。驾驶员通过车内控制按钮或车辆到站信号触发,控制系统驱动电机,通过传动装置带动车门开启或关闭,同时具备安全保护功能,如防夹手装置。