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电车

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电车是城市交通的重要工具,自1881年发明后,已在世界范围内得到应用。20世纪70年代,是无轨电车复兴的时期,除了出现大批斩波调压车外,还出现了一批新的车型,如采用感应电动机驱动的交流传动电车和带有辅助动力装置的无轨电车等。最简单的辅助动力是蓄电池,这种电车能在无接触网的地区作短途运行。此外,还有以柴油机为辅助动力的电车。

编辑摘要
中文名: 电车
发明日期 : 1881年 分 类 : 有轨电车和无轨电车
动力来源 : 电能或以电能为主加柴油辅助动力 工具用途 : 交通工具

目录

电车 - 概述

 

电车

 拼音:diàn chē ,用电做动力的公共交通工具,电能从架空的电源线供给,分无轨和有轨两种。   

电车出现在城市街道上始于19世纪80年代。当时的电车因为要靠钢轨形成供电回路,所以必须在一条固定的路轨上行驶,在交通拥挤的地方显得很不方便。后来德国人西门子发明了无轨电车。1911年世界上第一辆无轨电车在英国开始运营。这种车从车顶上的高架电线获得电力,轮胎代替了路轨。无轨电车比有轨电车行车灵活性大,很受人们欢迎。   

如今,除了一些欧洲城市仍在使用有轨电车外,无轨电车已经在全世界得到广泛使用。现在,英国制造的双层无轨电车在有些国家和地区也颇受欢迎。1914年,中国在上海开始使用无轨电车。至今,北京、天津、武汉等大城市都有无轨电车通行。在强调环境保护的今天,无轨电车作为无空气污染的环保明星,更加受到人们的欢迎。   

第一辆无轨电车是德国人冯西门子发明的。早期的无轨电车的式样很象轮式马车、车厢为木结构,装有实心橡胶轮胎。它从车顶上的高架线获得电流,能左右移动一段距离。所以,无轨电车比有轨电车更灵活。但是,无轨电车一般不能超车。1911年,这种无轨电车在英国的布雷得福特市开始投入运营。20世纪30年代,无轨电车在世界各地得到广泛应用。从此,无轨电车逐渐取代了有轨电车。我国的无轨电车是1914年在上海开始使用的。   

电车电车

1888年,美国人斯波拉格在里士满用一根带触轮的集电杆和一条架空输电线接触,并以钢轨为另一极。他对在车辆的集电装置、控制系统、电动机的悬挂方法及驱动方式作了改进。于是现代有轨电车出现了。我国于1906年在天津创办了有轨电车交通系统。后来,上海北京、沈阳、哈尔滨和长春等城市先后建成电车系统。直到20世纪50年代末,有轨电车仍然是重要的交通工具。   

另:在日本,电车还可代指所有用电驱动的轨道交通工具,包括新干线,地铁之类

电车 - 分类

电车路面双层电车
电车用电做动力的公共交通工具电能从架空的电源线供给,分无轨和有轨两种。

有轨电车
有轨电车又叫路面电车是一种公共交通工具,亦称路面电车或简称电车,属轻铁的一种。﹝以电力推动的列车,亦称为电车。﹞但通常全在街道上行走。列车只有单节,最多亦不过三节。

缆车。有些路面电车不以自带的电动机推动,而是使用钢索牵引,称为缆车。这些钢索通常由固定在某地的机器拉动。低地台路面电车,1990年代起,开始有低地台的路面电车出现。乘客登上低地台路面电车时无需走上任何梯级,对行动不便的人士相当方便。双层路面电车,有些地方的路面电车是双层的。现存世界上只有香港还行走着路面双层电车,而且占有重要地位。

对于中型城市来说,路面电车是实用廉宜的选择。一公里路面路面电车线所需的投资只是一公里地下铁路的三分一;无需在地下挖掘隧道;相较其他路面交通工具,路面电车更有效减少交通意外的比率;路面电车因为以电力推动关系,车辆不会排放废气,是一种无污染的环保交通工具。

电车无轨电车
无轨电车
无轨电车的基本车型为双轴车。为了增加载客量,有些国家采用双层车,中国主要发展绞接车。牵引电动机安装在前轴与驱动轴之间,采用整体弹性悬挂。除少数牵引电动机采用复励直流电动机外,目前都用起动力矩大的串励电动机。无轨电车的驱动和控制由电气系统来完成。无轨电车是一种使用电力发动,但是在道路行驶的公共交通。无轨电车的车身跟公共汽车相似,使用的电力一般是透过架空电缆,经车上的集电杆取得。无轨电车因为使用的轮胎是绝缘体,不像有轨电车可使用路轨完成电路;故此需要使用一对架空电缆及集电杆。在欧美等地,无轨电车有时被称为是公共汽车的一种。

无轨电车有绿色公交之称,最大的优点是环保。跟普通的公共汽车相比,无轨电车本身不会排放废气。无轨电车使用的电能来自发电厂,而发电厂可使用水力、核能煤炭等不同种类的能源,可减少对石油的依赖。就算同样地使用石油能源,发电厂无论在效率、废气控制等方面都远胜汽车的内燃机,总合起来,无轨电车对环境的影响比公共汽车较少。噪音较小亦是使用电动机及轮胎的无轨电车的优点之一。

以电动机推动的无轨电车拥有比柴油发动机推动的公共汽车更高的攀斜能力。在多山的城市,无轨电车经常用作行走陡峭的道路。美国西雅图及旧金山即为例子。而且无轨电车可以使用再生制动,刹车时把动能转化为电能,供其它电车使用,进一步节省能源。在水力发电资源丰富的地区,因为电价较便宜,使用无轨电车的成本更低。[1]

电车 - 性能

电车电车结构图
电车可控硅脉冲调速控制系统:可控硅电车的启动调速,是利用可控硅的开关作用,控制对直流牵引电动机通电时间的比例,以电压脉冲形式来调节加给直流电动牵引机的电压,从而实现无级平稳启动调速。可控硅脉冲调速装置作为无轨电车牵引电动机的启动调速装置,具有操作简便、启动平稳、节电明显等优点。

电车具有良好的拖动特性,当负载增加时,电动机转速会自动降低,扭矩增大,因此很适合于车辆的启动、爬坡和过载等需要,具有较高的启动加速性能。直流电动机是旋转运动机械,在工作中机械接触部分少,因此它比内燃机的机械效率要高。无轨电车没有离合器与变速器等装置,车辆容易维护保养,使用周期长。

电车的牵引力是由直流电动牵引机将取自架空线网的电能转化为机械能来提供的。电动机输出电磁扭矩,通过绝缘联轴器(连接主、从动轴同时传递扭矩的零件)经传动机构(无轨电车的传动机构效率为0.85)作用在驱动轮上。
由于无轨电车电动机的输出扭矩未经过变速器而直接经过传动轴到主减速器,所以相同近似条件下,无轨电车起步时要比汽车快。
无轨电车动力性能最高车速一般不低于50公里/小时。加速度电车从60V的直流电压起步,并以最快速度变换到600V后达到最高车速所需时间,一般为0.8~1.0米/秒2。爬坡能力,一般不低于9%。涉水深度,不得超过0.23米,即水面不淹及车轮钢圈为准。偏线距离指无轨电车在偏离架空线行使时所允许的最大间距,一般为左右各4.5米。

电车的电耗经济性,电耗费占无轨电车营运成本的约25%左右,电耗单位为度/百公里。最经济的通电车速为分段加速。

电车 - 制动原理

电车日本有轨电车
电气系统驱动电车的电能来自直流牵引变电所,经过沿街道上空架设的接触网和装在电车顶部的受流器(集电杆或受电弓)进入车体。电流经过空气断路器等电源开关和电压调节装置,驱动电车的牵引电动机,然后返回牵引变电所。其中有轨电车和一般电力机车相同,电流经过钢质的轮对和路轨,返回牵引变电所;对于无轨电车,电流则经过另一根集电杆和接触网的负线返回牵引变电所。

电子变速器(简称电变),这种变速器是有“电流增压作用”,它使用“FET管”来增大电流,提高车速。
这种变速装置最大优点就是:增大电流,输出电流线性好。

常用牵引电动机的功率为60~120kW。调压装置用于限制电动机的起动电流,并对电动机进行调速。长期来使用的调压装置是可变电阻。这种调压装置结构简单,但电阻的能耗大,70年代起,已逐步为新兴的电力半导体组成的斩波器调压装置所取代。电车用的直流斩波器由逆阻型的快速晶闸管构成,还可用新型的逆导晶闸管、可关断晶闸管或大功率三极管构成。

斩波器中的主晶闸管串入牵引电动机电路中,并以适当的频率(一般不超过220Hz)接通或切断电路。根据晶闸管导通与关断的时间比例不同,牵引电动机端电压的平均值也发生变化,从而达到调速的目的。用逆导型晶闸管斩波器的电车电路原理如图所示,当主逆导管N1导通时,电机M的端电压为接触网电压。当N1关断时,端电压为零,电机电流经二极管续流。

若N1导通与关断时间相等,电机端电压平均值为电网电压的一半。为了关断N1,设有辅助逆导管N2和换流元件C0、L0。若N2导通,已由电网充电的C0经N1、N2、L0、振荡放电,并反向充电。当反充电流与电机负载电流相等时,N1关断。为了不使斩波电路产生的谐波电流进入电网,并防止斩波电路与电网引起共振,设有滤波元件L和C。

电车的主要优点是节省燃料、不污染城市空气;与公共汽车相比,运行成本低、使用寿命长,并具有较高的起动加速度和上坡能力,必要时还可实现把车辆的位能和动能转化为电能。电车的接触网和变电所的初投资大,在安全条件允许下,适当增加接触网电压,可以加大变电所之间的距离,减少供电设备的初投资。

电车 - 目前国内拥有电车的城市

目前国内拥有无轨电车的城市(不含电动公交车,不含柴电混合动力车,不含矿区通勤电车)   

北京15条(101—109,111,112,114,115,118,124)   

上海12条(6,8,13,14,15,19,20,22,23,24,25,28)(18路和21路为虹口区道路改造取消电车;原三电公司并入巴士新新公司,该公司的17路和26路随之取消电车运营;11路已改为超级电容电车试运营;20路由2辆电池-电容混合电动车在试运营,其余均为无轨电车;26路计划引入超级电容电车,大部分线路电汽混合,只有三条线路为纯电车线路)   

长春54路有轨电车长春54路有轨电车

长春54路有轨电车长春目前有一条有轨电车线路,54路有轨电车,从上世纪40年代开始,长春有有轨电车线路,60年代开始修建无轨电车线路,最多的时候有有轨电车线路6条(51-56路)无轨电车线路4条(61-64路)后来90年代,无轨电车和有轨电车线路相继拆除,目前仅剩54路有轨电车还在营运,今年(2010)打算再新建一条有轨电车线路,并改造原有的54路有轨电车。   

上海超级电容车广州14条(101—114)   
武汉7条(电1—电4,电6—电8)(修路期间电6和电8暂停运营,修路完毕后恢复)   
太原5条(101—105)   
济南4条(101—104)   
洛阳3条(101—103)(即将开通104-106三条线路)    
青岛3条(2,5,30)(2路电车路线为火车站至镇江路,汽车路线为西镇至金坛路)

北京无轨电车北京无轨电车

北京市无轨电车  郑州3条(101,102,104)(其中101路 分为东线和西线 东线由无轨电车运行 西线为汽车运行)   
杭州2条(151,188区间)(159目前还未恢复,290于2008年9月22日改为柴电)   

大连1条(101) (其中201,202路为有轨电车线路)   
南昌1条(2内环)(2路外环使用SWB6105HDP10-3型客车运营,内环使用SWB5115GP型电车运营)   

哈尔滨在2008年取消了最后的电车线路   
兰州在2008年5月,取消了所有电车,不得不说电车为兰州立下了汗马功劳。   
沈阳在1999年6月,取消了运营48年的17条线路(环,2环,3,5,6-16,18,19)所有无轨电车,结束了电车时代。   
西安在2007年8月1日,由于种种因素被迫停运了105电车,交付西安市公交8公司。2009年1月12日,由于需要修建地铁,西安电车102路改汽,紧接着,1月14日,103路也改汽;2009年11月底,西安市所有电车已报废。西安电车画上了一个不完美的句号。

相关文献

附图

 

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参考资料:
[1] ^ 引用日期:2010-06-13
扩展阅读:
1巴士之家
2甘肃电车网
3人民网
4中国应用技术网

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