目前，世界上只有加拿大和日本拥有直线电机车辆的核心技术和相关运营经验。整体上看，加拿大车辆注重技术的**性和良好的景观效应，而日本车辆性能指标一般，更板进行分析。

　　1.1直线电机车辆的主要技术特点目前，加拿大庞巴迪共推出过MKⅠ和MKⅡ两种车型的直线电机车辆。MKⅡ车型在1998年在吉隆坡PUTRA的**次应用以来，各项技术不断完善，已成为庞巴迪直线电机车辆的主流产品。日本各公司曾先后开发过12m、16m和20m三种车型，但仅有16m车型投入商业运营。表1为国内外9种直线电机车辆的主要技术参数。

　　从表1可知如下几个特点。

　　(1)车辆容量不断增大。**初直线电机车辆被定位在中小运量的等级，一般每辆车120～150人。MKⅡ车型载客量提高到每辆车170～220人。广州4号、5号线的每辆车载客量可达242人，已经达到大中型客运量。

　　(2)全动车配置。传统城轨的每辆动车可同时配备4台旋转电机，每台电机容量可达200～300kW；而每辆直线电机车辆**多只能安装2台直线电机，每台电机容量为100～200kW，单车的牵引容量明显低于传统城轨车辆。因而为了满足大坡道时所需的牵引力，目前的直线电机车辆均采用全动车配置。

　　(3)车辆的供电方式不同。庞巴迪**初生产的车辆采用双轨道供电方式，供电系统复杂，后来逐渐采用传统DC750V第三轨供电。日本车辆则一直延续着DC1500V上部柔性接触供电的特点。第三轨供电可以减小隧道截面，降低工程造价，并具有良好的景观效应等优点；DC1500V电压等级则可以减少牵引变电所的数量，降低工程成本。综合考虑二者优点，广州4号、5号线车辆在国际上**次采用DC1500V钢铝复合第三轨供电(车辆段采用上部受电弓受电)。

　　(4)车辆相对重量减轻。从数据上看，车辆的自重是增加的，但车辆载客量也是增加的。因此引入人均车重，人均车重=车辆自重/定员数。

　　由可知，日本直线电机车辆的人均车重保持在0.25t/人左右；庞巴迪车辆的人均车重0.1～0.15t/人，而且MKⅡ车型在控制车重方面优势明显。

　　1.2直线牵引电机直线牵引电机(LIM)的技术选型应满足机械、电气、热力学和环境等多方面的要求。列出了3种车辆上使用的直线牵引电机的主要技术参数。严格地说，这里所指的直线牵引电机只是直线感应电动机的初级。

　　正常工况时强迫冷却和自然冷却均能满足温控要求；超载条件下，采用自然冷却的电机达到温度上限的时间较长，电机过载余量较大，因而采用自然冷却优势较大。但自然冷却方式的应用受到直线电机重量和功率的限制。国外厂商研究认为，自然冷却的电机达到小时制150kW已经到限，如要再增加功率必须采用强迫风冷，否则其重量将急剧上升。

　　从庞巴迪和日本的直线电机实际运行情况来看，采用强迫冷却的优点是电机体积小、重量轻；缺点是增加了冷却风机等设备，使维护量增大，另外对风机电源的可靠性要求很高。而采用自然冷却的优点是故障率低、维护量??；缺点就是自然冷却过于依赖散热面积，造成电机的体积和重量很大，这也是日本直线电机车辆重量偏大的原因之一。

　　直线牵引电机的一个共同点是垂直力大于直线推力。垂直力是由初级和次级之间的电磁作用而形成吸合力，是直线电机的固有特性。垂直力自身不消耗功率，但垂直力将转向架吸向反应板，造成车辆轴重和阻力变大。因此对于垂直力，一方面要尽量减小，另一方面在满足安全要求的情况下，利用垂直力减小车辆的自重。

　　直线电机还存在边端效应。由于初级的铁芯及安置在槽中的绕组在两端不连续，所以各相的互感不相等，造成三相阻抗不对称。即使在三相对称电压下运行，三相电流也不对称。利用对称分量法将它们分解为正序、负序和零序电流，对应三种电流有三类磁场，即正序正向行波磁场、负序反向行波磁场和零序脉振磁场，而后两类磁场在次级运不同，体现在反应板的材料、安装方式、机械强度、抗疲劳度和热荷载等方面。例如，在安装方式上，前者采用可调节的螺栓进行固定，其调节相对方便；而后者采用类似钢轨扣件的方式进行固定，其调节量相对有限。

　　2对我国直线电机车辆技术选型的建议通过以上分析，对我国直线电机车辆技术选型提出以下几点建议。

　　(1)定员。在170～240人之间，不易追求过大载客量，这样反而会失去直线电机车辆自身轻、小、灵的特点。

　　(2)列车编组数。建议取2～5辆，全动车。

　　(3)供电方式。建议采用第三轨，DC1500V.在环境允许下，也称气隙为10mm.日本车辆的反应板采用铝、铜和铁3种材料，宽360mm，线路的标称气隙为12mm.直线电机初级与次级的气隙大小直接决定了直线电机的效率，也决定了系统的能耗。北京机场线确定采用直线电机轨道系统，相关论证表明，如果直线电机初级和次级之间的气隙维持在9mm，可使系统的整体效率提高6%。

　　庞巴迪车辆和日本车辆对反应板的安装接口要求也直线电机车辆技术选型分析李志远等数都很低。但是由于边界条件不一、测试困难等原因，供货商也很难提供准确的数据。目前较为公认的是直线牵引电机效率0.7～0.8，功率因数0.5～0.6左右。

　　1.3反应板反应板是直线电机的次级。庞巴迪车辆的反应板采用铝和铁磁材料，宽265mm，与初级的标可采用架空线受电。

　　(4)车辆自重。在22～25t之间，同时保证人均车重控制在较低水平。

　　(5)直线电机。额定功率150～180kW，推力18～20kN，功率因数0.5～0.6左右，效率0.7～0.8.此外，还要有良好的散热、轻型化的设计。

　　(6)反应板。通常采用与直线牵引电机相配套的反应板，与初级的气隙保持在8～12cm.

　　此外，直线电机车辆的优势并不在于直线电机本身，而是在于其各个子系统之间的相互配合。如果单纯以旋转电机和直线电机的效率进行比较，后者还不如前者。因此，只有整合系统，将各个子系统的功效**大化，才能充分发挥直线电机车辆的优势。

　　3结束语我国城市的直线电机轨道交通正处于起步阶段，我们面临各种新的设计思路和新技术。在直线电机车辆技术方面，合理地选择适合我国国情、能够满足我们城市需求的车辆技术，不仅有利于车辆的日常运营和维护，也有利于我们对引进技术的消化和吸收，加快直线电机车辆相关技术的自主知识产权进程。直线电机车辆技术选型分析李志远等