淺談直線電機在軌道交通車輛車門上的應用

王寶星 肖 義 段東梅

(寧波中車時代電氣設備有限公司 浙江 寧波 315000)

傳統的高速動車組內端門驅動裝置動力源為永磁同步直流電機，并通過同步輪、同步帶、渦輪蝸桿減速器等裝置，將旋轉運動轉化為門系統的直線運動。對于整個系統裝置而言，體積較大，同步輪和同步帶之間有磨損，傳動有損耗。但如果將直線電機應用到內端門中，通電后直接產生直線驅動力，帶動門扇運動，可以大大簡化其結構，提高系統運行的可靠性和穩定性。

1 直線電機基本簡介

1.1 直線電機基本結構

直線電機可以近似地認為是將旋轉電機展平而得。常見的直線電機可以分為U型槽式、平板式和管式，線圈組成是三相。其基本組成可以分為初級和次級。旋轉電機定子轉化而成的叫初級，轉子轉化而成的叫次級[1]，如圖1所示。

圖1 旋轉電機和直線電機類比

1.2 直線電機工作原理

直線電機在結構上從旋轉電機演變而來，其工作原理也與旋轉電機相似。旋轉電機是通過線圈上的電流與永久磁鐵發生電磁感應，產生空間中旋轉的推力。直線電機原理，如圖2所示，線圈中變化的電流與磁鐵的磁場相互感應，可產生持續的推力來移動線圈，根據弗萊明左手規則，電流方向的改變可推動直線電機進行左右往復運動。

圖2 直線電機原理

2 整體方案設計

2.1 機械結構設計

高速動車組內端門主要性能和功能參數如下：

凈通過寬度 800 mm

凈通過高度 1 950 mm

開門時間 2.5～4 s可調

關門時間 3.5～5 s可調

最小障礙物探測尺寸 25 mm×60 mm