一、无轨电车基础知识

　　1、无轨电车基本特性

　　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，具有操纵简便、启动平稳、节电明显等优点。

　　无轨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，车辆轻易维护保养，使用周期长。

　　2、无轨电车行使原理

　　无轨电车的牵引力是由直流电动牵引机将取自排挤线网的电能转化为机械能来提供的。电动机输出电磁扭矩，通过尽缘联轴器(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。

　　二、无轨电车使用性能

　　1、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%。

　　2、无轨电车通过性

　　涉水深度：不得超过0.23米，即水面不淹及车轮钢圈为准。

　　偏线间隔：指无轨电车在偏离排挤线行使时所答应的最大间距，一般为左右各4.5米。

　　3、无轨电车的电耗经济性

　　电耗费占无轨电车营运本钱的约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。

　　三、排挤线网使用方法

　　1、电车供电过程

　　发电厂发出的高压电不能适应无轨电车的用电要求，而需经过电车整流站(顾名思义，就是把弯曲的搅在一起的交流电整顿成笔挺的直流电)变电、降压将高压交流电源转变为600V的直流电，然后经过馈电线网输送到触线网。电车直流电流途径为：整流站、正馈线、正触线、电车集电系统、电车主电机、负触线、负馈线、整流站。

　　2、排挤触线网

　　电车供电系统对道路上的正负触线的排列是有规律的，当电车靠右行驶时，车行方向右侧的触线是负极性，车行方向左侧的触线是正极性。

　　硬性悬吊：它的特点是结构简单，固定触线位置的能力强，但由于结构过硬，悬吊点触线磨损大，轻易产生疲惫断线，也轻易发生电器拉火与脱线，从而限制了车速。

　　弹性悬吊：它的特点是触线位置可随无轨电车通过上下左右，有一定的活动，较适应电车高速运行。

　　3、触线网关键设备

　　i.分段尽缘器

　　为了使触线网得到公道的电源和便于电力调度，特别是在发生排挤停电事故时，使其他区域无轨电车仍能继续运行，这就需要把触线网分段成一些供电的区域，在断开触线处要接上能起尽缘作用并能把触线衔接起来的设备，这种设备就是分段尽缘器。

　　通过分段尽缘器时，须关电滑行通过，听到脱线指示铃声响后，在用电前进，同时应避免将集电器停在尽缘器中间。

　　ii.分线器

　　一条无轨电车路线分为两条时，触线由原来2根分成4根，这样在触线处要装设分线器来衔接触线。分线器分手拉式与电动式两种，一般都用电动式分线器。分线器动作原理是，当电车要分线时，驾驶员需开电，分线器、继电器通电动作，并拉动分线器导舍，便成分线状态。相反，电车直行通过期，驾驶员只需关电，使电车借助惯性通过分线，在继电器不带电时，分线器导舌装置处于直路状态。向弯路分线动作后，它要由回位弹簧拉回直路状态。向左用电分线，电车应位于分线左侧，向右分线车位应位于分线右侧。

　　iii.并线器

　　在两条电车路线要合并成一条路线时，4根触线合并成2根触线，触线合并处装的组件为并线器。并线器结构简单，没有传动部分。

　　iv.交叉器

　　在两条无轨电车路线相交叉时，触线自然也要相互交叉，这时就需要不同角度的交叉器，它的角度一般在20度到90度之间，也就是常见的菱形交叉器与直角交叉器。

　　无轨电车在行进过程中，碰到各种尽缘件必须滑行，严禁用电通过，以免产生抓弧现象烧坏尽缘件造成事故。

　　IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，尽缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(尽缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输进阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

　　图1所示为一个N 沟道增强型尽缘栅双极晶体管结构， N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成)，称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注进区( Drain injector )，它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注进空***，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注进区上的电极称为漏极。

　　IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输进极N一沟道MOSFET ，所以具有高输进阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注进到N 一层的空***(少子)，对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。