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　　目前，世界上只有加拿大和日本擁有直線(xiàn)電機車(chē)輛的核心技術(shù)和相關(guān)運營(yíng)經(jīng)驗。整體上看，加拿大車(chē)輛注重技術(shù)的先進(jìn)性和良好的景觀(guān)效應，而日本車(chē)輛性能指標一般，更板進(jìn)行分析。
　　1.1直線(xiàn)電機車(chē)輛的主要技術(shù)特點(diǎn)目前，加拿大龐巴迪共推出過(guò)MKⅠ和MKⅡ兩種車(chē)型的直線(xiàn)電機車(chē)輛。MKⅡ車(chē)型在1998年在吉隆坡PUTRA的首次應用以來(lái)，各項技術(shù)不斷完善，已成為龐巴迪直線(xiàn)電機車(chē)輛的主流產(chǎn)品。日本各公司曾先后開(kāi)發(fā)過(guò)12m、16m和20m三種車(chē)型，但僅有16m車(chē)型投入商業(yè)運營(yíng)。表1為國內外9種直線(xiàn)電機車(chē)輛的主要技術(shù)參數。
　　從表1可知如下幾個(gè)特點(diǎn)。
　　（1）車(chē)輛容量不斷增大。最初直線(xiàn)電機車(chē)輛被定位在中小運量的等級，一般每輛車(chē)120～150人。MKⅡ車(chē)型載客量提高到每輛車(chē)170～220人。廣州4號、5號線(xiàn)的每輛車(chē)載客量可達242人，已經(jīng)達到大中型客運量。
　　（2）全動(dòng)車(chē)配置。傳統城軌的每輛動(dòng)車(chē)可同時(shí)配備4臺旋轉電機，每臺電機容量可達200～300kW；而每輛直線(xiàn)電機車(chē)輛最多只能安裝2臺直線(xiàn)電機，每臺電機容量為100～200kW，單車(chē)的牽引容量明顯低于傳統城軌車(chē)輛。因而為了滿(mǎn)足大坡道時(shí)所需的牽引力，目前的直線(xiàn)電機車(chē)輛均采用全動(dòng)車(chē)配置。
　　（3）車(chē)輛的供電方式不同。龐巴迪最初生產(chǎn)的車(chē)輛采用雙軌道供電方式，供電系統復雜，后來(lái)逐漸采用傳統DC750V第三軌供電。日本車(chē)輛則一直延續著(zhù)DC1500V上部柔性接觸供電的特點(diǎn)。第三軌供電可以減小隧道截面，降低工程造價(jià)，并具有良好的景觀(guān)效應等優(yōu)點(diǎn)；DC1500V電壓等級則可以減少牽引變電所的數量，降低工程成本。綜合考慮二者優(yōu)點(diǎn)，廣州4號、5號線(xiàn)車(chē)輛在國際上首次采用DC1500V鋼鋁復合第三軌供電（車(chē)輛段采用上部受電弓受電）。
　　（4）車(chē)輛相對重量減輕。從數據上看，車(chē)輛的自重是增加的，但車(chē)輛載客量也是增加的。因此引入人均車(chē)重，人均車(chē)重＝車(chē)輛自重／定員數。
　　由可知，日本直線(xiàn)電機車(chē)輛的人均車(chē)重保持在0.25t／人左右；龐巴迪車(chē)輛的人均車(chē)重0.1～0.15t／人，而且MKⅡ車(chē)型在控制車(chē)重方面優(yōu)勢明顯。
　　1.2直線(xiàn)牽引電機直線(xiàn)牽引電機（LIM）的技術(shù)選型應滿(mǎn)足機械、電氣、熱力學(xué)和環(huán)境等多方面的要求。列出了3種車(chē)輛上使用的直線(xiàn)牽引電機的主要技術(shù)參數。嚴格地說(shuō)，這里所指的直線(xiàn)牽引電機只是直線(xiàn)感應電動(dòng)機的初級。
　　正常工況時(shí)強迫冷卻和自然冷卻均能滿(mǎn)足溫控要求；超載條件下，采用自然冷卻的電機達到溫度上限的時(shí)間較長(cháng)，電機過(guò)載余量較大，因而采用自然冷卻優(yōu)勢較大。但自然冷卻方式的應用受到直線(xiàn)電機重量和功率的限制。國外廠(chǎng)商研究認為，自然冷卻的電機達到小時(shí)制150kW已經(jīng)到限，如要再增加功率必須采用強迫風(fēng)冷，否則其重量將急劇上升。
　　從龐巴迪和日本的直線(xiàn)電機實(shí)際運行情況來(lái)看，采用強迫冷卻的優(yōu)點(diǎn)是電機體積小、重量輕；缺點(diǎn)是增加了冷卻風(fēng)機等設備，使維護量增大，另外對風(fēng)機電源的可靠性要求很高。而采用自然冷卻的優(yōu)點(diǎn)是故障率低、維護量小；缺點(diǎn)就是自然冷卻過(guò)于依賴(lài)散熱面積，造成電機的體積和重量很大，這也是日本直線(xiàn)電機車(chē)輛重量偏大的原因之一。
　　直線(xiàn)牽引電機的一個(gè)共同點(diǎn)是垂直力大于直線(xiàn)推力。垂直力是由初級和次級之間的電磁作用而形成吸合力，是直線(xiàn)電機的固有特性。垂直力自身不消耗功率，但垂直力將轉向架吸向反應板，造成車(chē)輛軸重和阻力變大。因此對于垂直力，一方面要盡量減小，另一方面在滿(mǎn)足安全要求的情況下，利用垂直力減小車(chē)輛的自重。
　　直線(xiàn)電機還存在邊端效應。由于初級的鐵芯及安置在槽中的繞組在兩端不連續，所以各相的互感不相等，造成三相阻抗不對稱(chēng)。即使在三相對稱(chēng)電壓下運行，三相電流也不對稱(chēng)。利用對稱(chēng)分量法將它們分解為正序、負序和零序電流，對應三種電流有三類(lèi)磁場(chǎng)，即正序正向行波磁場(chǎng)、負序反向行波磁場(chǎng)和零序脈振磁場(chǎng)，而后兩類(lèi)磁場(chǎng)在次級運不同，體現在反應板的材料、安裝方式、機械強度、抗疲勞度和熱荷載等方面。例如，在安裝方式上，前者采用可調節的螺栓進(jìn)行固定，其調節相對方便；而后者采用類(lèi)似鋼軌扣件的方式進(jìn)行固定，其調節量相對有限。
　　2對我國直線(xiàn)電機車(chē)輛技術(shù)選型的建議通過(guò)以上分析，對我國直線(xiàn)電機車(chē)輛技術(shù)選型提出以下幾點(diǎn)建議。
　　（1）定員。在170～240人之間，不易追求過(guò)大載客量，這樣反而會(huì )失去直線(xiàn)電機車(chē)輛自身輕、小、靈的特點(diǎn)。
　　（2）列車(chē)編組數。建議取2～5輛，全動(dòng)車(chē)。
　　（3）供電方式。建議采用第三軌，DC1500V.在環(huán)境允許下，也稱(chēng)氣隙為10mm.日本車(chē)輛的反應板采用鋁、銅和鐵3種材料，寬360mm，線(xiàn)路的標稱(chēng)氣隙為12mm.直線(xiàn)電機初級與次級的氣隙大小直接決定了直線(xiàn)電機的效率，也決定了系統的能耗。北京機場(chǎng)線(xiàn)確定采用直線(xiàn)電機軌道系統，相關(guān)論證表明，如果直線(xiàn)電機初級和次級之間的氣隙維持在9mm，可使系統的整體效率提高6％。
　　龐巴迪車(chē)輛和日本車(chē)輛對反應板的安裝接口要求也直線(xiàn)電機車(chē)輛技術(shù)選型分析李志遠等數都很低。但是由于邊界條件不一、測試困難等原因，供貨商也很難提供準確的數據。目前較為公認的是直線(xiàn)牽引電機效率0.7～0.8，功率因數0.5～0.6左右。
　　1.3反應板反應板是直線(xiàn)電機的次級。龐巴迪車(chē)輛的反應板采用鋁和鐵磁材料，寬265mm，與初級的標可采用架空線(xiàn)受電。
　　（4）車(chē)輛自重。在22～25t之間，同時(shí)保證人均車(chē)重控制在較低水平。
　　（5）直線(xiàn)電機。額定功率150～180kW，推力18～20kN，功率因數0.5～0.6左右，效率0.7～0.8.此外，還要有良好的散熱、輕型化的設計。
　　（6）反應板。通常采用與直線(xiàn)牽引電機相配套的反應板，與初級的氣隙保持在8～12cm.
　　此外，直線(xiàn)電機車(chē)輛的優(yōu)勢并不在于直線(xiàn)電機本身，而是在于其各個(gè)子系統之間的相互配合。如果單純以旋轉電機和直線(xiàn)電機的效率進(jìn)行比較，后者還不如前者。因此，只有整合系統，將各個(gè)子系統的功效最大化，才能充分發(fā)揮直線(xiàn)電機車(chē)輛的優(yōu)勢。
　　3結束語(yǔ)我國城市的直線(xiàn)電機軌道交通正處于起步階段，我們面臨各種新的設計思路和新技術(shù)。在直線(xiàn)電機車(chē)輛技術(shù)方面，合理地選擇適合我國國情、能夠滿(mǎn)足我們城市需求的車(chē)輛技術(shù)，不僅有利于車(chē)輛的日常運營(yíng)和維護，也有利于我們對引進(jìn)技術(shù)的消化和吸收，加快直線(xiàn)電機車(chē)輛相關(guān)技術(shù)的自主知識產(chǎn)權進(jìn)程。直線(xiàn)電機車(chē)輛技術(shù)選型分析李志遠等

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