電車

電車

電車是城市交通的重要工具,自1881年德國人維爾納·馮·西門子發明有軌電車後,已在世界範圍內得到套用。20世紀70年代,是無軌電車復興的時期,除了出現大批斬波調壓車外,還出現了一批新的車型,如採用感應電動機驅動的交流傳動電車和帶有輔助動力裝置的無軌電車等。最簡單的輔助動力是蓄電池,這種電車能在無接觸網的地區作短途運行。此外,還有以柴油機為輔助動力的電車。

  • 中文名稱
    電車
  • 外文名稱
    The tram
  • 發明日期
    1881年
  • 分類
    有軌電車和無軌電車
  • 動力來源
    電能或以電能為主加柴油輔助動力
  • 工具用途
    交通工具

​名詞解釋

     用電做動力的公共交通工具,電能從架空的電源線供給,分無軌和有軌兩種。

電車

英文名稱:a streetcar; a tram; a trolley car; a tram (way) car 。

電車出現在城市街道上始于19世紀80年代。當時的電車因為要靠鋼軌形成供電回路,所以必須在一條固定的路軌上行駛,在交通擁擠的地方顯得很不方便。後來德國人西門子發明了無軌電車。1911年世界上第一輛無軌電車在英國開始運營。這種車從車頂上的高架電線獲得電力,輪胎代替了路軌。無軌電車比有軌電車行車彈性大,很受人們歡迎。

如今,除了一些歐洲城市仍在使用有軌電車外,無軌電車已經在全世界得到廣泛使用。現在,英國製造的雙層無軌電車在有些國家和地區也頗受歡迎。1914年,中國在上海開始使用無軌電車。至今,北京、天津、上海、大連、武漢等大城市都有無軌電車通行。在強調環境保護的今天,無軌電車作為無空氣污染的環保明星,更加受到人們的歡迎。

1888年,美國人斯波拉格在裏士滿用一根帶觸輪的集電桿和一條架空輸電線接觸,並以鋼軌為另一極。他對在車輛的集電裝置、控製系統、電動機的懸掛方法及驅動方式作了改進。于是現代有軌電車出現了。我國于1906年在天津創辦了有軌電車交通系統。後來,上海、北京、大連和哈爾濱等城市先後建成電車系統。直到20世紀50年代末,有軌電車仍然是重要的交通工具。

電車

第一輛無軌電車是德國人馮西門子發明的。早期的無軌電車的式樣很像輪式馬車、車廂為木結構,裝有實心橡膠輪胎。它從車頂上的高架線獲得電流,能左右移動一段距離。所以,無軌電車比有軌電車更靈活。但是,無軌電車一般不能超車。1911年,這種無軌電車在英國的布雷得福特市開始投入運營。20世紀30年代,無軌電車在世界各地得到廣泛套用。從此,無軌電車逐漸取代了有軌電車。我國的無軌電車是1914年在上海開始使用的。

另外,在日本,電車還可代指所有用電驅動的軌道交通工具,包括新幹線,捷運之類

電車分類

電車用電做動力的公共交通工具,電能從架空的電源線供給,分無軌和有軌兩種。

有軌電車

有軌電車又叫路面電車是一種公共交通工具,亦稱路面電車或簡稱電車,屬輕鐵的一種 。﹝以電力推動的列車,亦稱為電車。﹞但通常全在街道上行走。列車隻有單節,最多亦不過三節。

電車

纜車。有些路面電車不以自帶的電動機推動,而是使用鋼索牽引,稱為纜車。

這些鋼索通常由固定在某地的機器拉動。低地台路面電車,1990年代起,開始有低地台的路面電車出現。乘客登上低地台路面電車時無需走上任何梯級,對行動不便的人士相當方便。雙層路面電車,有些地方的路面電車是雙層的。現存世界上隻有香港還行走著路面雙層電車,而且佔有重要地位。

對于中型城市來說,路面電車是實用廉宜的選擇。一公裏路面路面電車線所需的投資隻是一公裏地下鐵路的三分一;無需在地下挖掘隧道;相較其他路面交通工具,路面電車更有效減少交通意外的比率;路面電車因為以電力推動關系,車輛不會排放廢氣,是一種無污染的環保交通工具。

無軌電車

無軌電車的基本車型為雙軸車。為了增載入客量,有些國家採用雙層車,中國主要發展絞接車。牽引電動機安裝在前軸與驅動軸之間,採用整體彈性懸掛。除少數牽引電動機採用復勵直流電動機外,目前都用起動力矩大的串勵電動機。無軌電車的驅動和控製由電氣系統來完成。無軌電車是一種使用電力發動,但是在道路行駛的公共交通。無軌電車的車身跟公共汽車相似,使用的電力一般是透過架空電纜,經車上的集電桿取得。無軌電車因為使用的輪胎是絕緣體,不像有軌電車可使用路軌完成電路; 故此需要使用一對架空電纜及集電桿。在歐美等地,無軌電車有時被稱為是公共汽車的一種。

無軌電車有綠色公交之稱,最大的優點是環保。跟普通的公共汽車相比,無軌

電車本身不會排放廢氣。無軌電車使用的電能來自發電廠,而發電廠可使用水力、核能、煤炭等不同種類的能源,可減少對石油的依賴。就算同樣地使用石油能源,發電廠無論在效率、廢氣控製等方面都遠勝汽車的內燃機,總合起來,無軌電車對環境的影響比公共汽車較少。噪音較小亦是使用電動機及輪胎的無軌電車的優點之一。

電車

以電動機推動的無軌電車擁有比柴油發動機推動的公共汽車更高的攀斜能力。在多山的城市,無軌電車經常用作行走陡峭的道路。美國西雅圖及舊金山即為例子。而且無軌電車可以使用再生製動,剎車時把動能轉化為電能,供其它電車使用,進一步節省能源。在水力發電資源豐富的地區,因為電價較便宜,使用無軌電車的成本更低。

性能原理

電車可控矽脈沖調速控製系統(直流斬波調速):可控矽電車的啓動調速,是利用可控矽的開關作用,控製對直流牽引電動機通電時間的比例,以電壓脈沖形式來調節加給直流電動牽引機的電壓,從而實現無級平穩啓動調速。可控矽脈沖調速裝置作為無軌電車牽引電動機的啓動調速裝置,具有操作簡便、啓動平穩、節電明顯等優點。

電車的直流串勵或復勵牽引電動機具有良好的拖動特徵,當負載增加時,電動機轉速會自動降低,扭矩增大,因此很適合于車輛的啓動、爬坡和過載等需要,具有較高的啓動加速性能。直流電動機是旋轉運動機械,在工作中機械接觸部分少,因此它比內燃機的機械效率要高。無軌電車沒有離合器與變速器等裝置,前進和倒車都是按鈕裝置,這樣使司機駕駛要更簡單,且車輛容易維護保養,使用周期長。

電車的牽引力是由直流牽引電動機將取自架空線網的電能轉化為機械能來提供的。電動機輸出電磁扭矩,通過絕緣聯軸器(連線主、從動軸同時傳遞扭矩的零件)經傳動機構(無軌電車的傳動機構效率為0.85)作用在驅動輪上。

由于無軌電車電動機的輸出扭矩未經過變速器而直接經過傳動軸到主減速器,所以相同近似條件下,無軌電車起步時要比汽車快。

無軌電車動力性能最高車速一般不低于50公裏/小時。加速度電車從60V的直流電壓起步,並以最快速度變換到600V後達到最高車速所需時間,一般為0.8~1.0米/秒2。爬坡能力,一般不低于9%。涉水深度,不得超過0.23米,即水面不淹及車輪鋼圈為準。偏線距離指無軌電車在偏離架空線行使時所允許的最大間距,一般為左右各4.5米。

電車的電耗經濟性,電耗費佔無軌電車營運成本的約25%左右,電耗單位為度/百公裏。最經濟的通電車速為分段加速。

電氣系統驅動電車的電能來自直流牽引變電所,經過沿街道上空架設的接觸網和裝在電車頂部的受流器(集電桿或受電弓)進入車體。電流經過空氣斷路器等電源開關和電壓調節裝置,驅動電車的牽引電動機,然後返回牽引變電所。其中有軌電車和一般電力機車相同,電流經過鋼質的輪對和路軌,返回牽引變電所;對于無軌電車,電流則經過另一根集電桿和接觸網的負線返回牽引變電所。

電子變速器(簡稱電變),這種變速器是有“電流增壓作用”,它使用“FET管”來增大電流,提高車速。

這種變速裝置最大優點就是:增大電流,輸出電流線性好。

常用牽引電動機的功率為60~120kW。調壓裝置用于限製電動機的起動電流,並對電動機進行調速。長期來使用的調壓裝置是可變電阻。這種調壓裝置結構簡單,但電阻的能耗大,70年代起,已逐步為新興的電力半導體組成的斬波器調壓裝置所取代。電車用的直流斬波器由逆阻型的快速晶閘管構成,還可用新型的逆導晶閘管、可關斷晶閘管或大功率三極體構成。

斬波器中的主晶閘管串入牽引電動機電路中,並以適當的頻率(一般不超過220Hz)接通或切斷電路。根據晶閘管導通與關斷的時間比例不同,牽引電動機端電壓的平均值也發生變化,從而達到調速的目的。用逆導型晶閘管斬波器的電車電路原理如圖所示,當主逆導管N1導通時,電機M的端電壓為接觸網電壓。當N1關斷時,端電壓為零,電機電流經二極體續流

若N1導通與關斷時間相等,電機端電壓平均值為電網電壓的一半。為了關斷N1,設有輔助逆導管N2和換流元件C0、L0。若N2導通,已由電網充電的C0經N1、N2、L0、振蕩放電,並反向充電。當反充電流與電機負載電流相等時,N1關斷。為了不使斬波電路產生的諧波電流進入電網,並防止斬波電路與電網引起共振,設有濾波元件L和C。

電車的主要優點是節省燃料、不污染城市空氣;與公共汽車相比,運行成本低、使用壽命長,並具有較高的起動加速度和上坡能力,必要時還可實現把車輛的位能和動能轉化為電能。電車的接觸網和變電所的初投資大,在安全條件允許下,適當增加接觸網電壓,可以加大變電所之間的距離,減少供電設備的初投資。

相關城市

國內目前擁有無軌電車的城市

**不含電動公車,不含柴電混合動力車,不含礦區通勤電車**

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

上海12條(6,8,,14,15,19,20,22,23,24,25,28)(18路和21路為虹口區道路改造取消電車;原三電公司並入巴士新新公司,該公司的17路和26路隨之取消電車運營;11路已改為超級電容電車試運營;20路由2輛電池-電容混合電動車在試運營,其餘均為無軌電車;26路計畫引入超級電容電車,大部分線路電汽混合,隻有三條線路為純電車線路)

    廣州15條(101—114、夜78)

電車

武漢7條(電1—電4,電6—電8)(修路期間電6和電8暫停運營,修路完畢後恢復)

太原5條(101—105)

濟南4條(101—104)

洛陽3條(101—103)(即將開通104-106三條線路) 

青島3條(2,5,30)(2路電車路線為火車站鎮江路,汽車路線為西鎮至金壇路)

鄭州3條(101,102,104)(其中101路 分為東線和西線 東線由無軌電車運行 西線為汽車運行)

電車

杭州2條(K151,188區間)(159目前還未恢復,290于2008年9月22日改為柴電)

大連1條(101) (其中201,202路為有軌電車線路)

國內近期結束無軌電車運營的城市

南昌2條(1路,2內環)2006年11月,1路電車停運,改由15/16路汽車。(2路外環使用SWB6105HDP10-3型客車運營,內環使用SWB5115GP型電車運營。2009年6月由于陽明路的改造,取消了電車營運。由22路汽車代替2路電車)南昌結束了38年的電車時代。

哈爾濱在2008年取消了最後的電車線路

蘭州在2008年5月,取消了所有電車,不得不說電車為蘭州立下了汗馬功勞。

沈陽在1999年6月,取消了運營48年的17條線路(環,2環,3,5,6-16,18,19)所有無軌電車,結束了電車時代。

西安在2007年8月1日,由于種種因素被迫停運了105電車,交付西安市公交8公司。2009年1月12日,由于需要修建捷運,西安電車102路改汽,緊接著,1月14日,103路也改汽;2009年11月底,西安市所有電車已報廢。西安電車畫上了一個不完美的句號。    

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