交通工程.pptx

电车概述电车是用电做动力的公共交通工具，电能从架空的电源线供给，分无轨和有轨两种。有轨电车有轨电车 无轨电车无轨电车有轨电车有轨电车日本北海道有轨电车日本北海道有轨电车有轨电车又叫路面电车是一种公共有轨电车又叫路面电车是一种公共交通工具，亦称路面电车或简称电车交通工具，亦称路面电车或简称电车以电力推动的以电力推动的列车列车，亦称为电车。，亦称为电车。，属轻铁的一种，属轻铁的一种。但通常全在街道上行。但通常全在街道上行走。列车只有单节，最多亦不过三节。走。列车只有单节，最多亦不过三节。有些路面电车不以自带的电动机推有些路面电车不以自带的电动机推动，而是使用钢索牵引，称为缆车。动，而是使用钢索牵引，称为缆车。优点 对于中型城市来说，路面电车是实用廉对于中型城市来说，路面电车是实用廉价的选择。一公里路面电车线所需的投资只价的选择。一公里路面电车线所需的投资只是一公里地下铁路的三分一，无需在地下挖是一公里地下铁路的三分一，无需在地下挖掘隧道；相较其他路面交通工具，路面电车掘隧道；相较其他路面交通工具，路面电车能够更有效的减少交通意外的比率；路面电能够更有效的减少交通意外的比率；路面电车因为电力推动的关系，车辆不会排放废气，车因为电力推动的关系，车辆不会排放废气，是一种无污染的环保交通工具。是一种无污染的环保交通工具。无轨电车无轨电车新一代城市无轨电车新一代城市无轨电车无轨电车的基本车型为双轴车。为无轨电车的基本车型为双轴车。为了增加载客量，有些国家采用双层车，了增加载客量，有些国家采用双层车，中国主要发展绞接车。无轨电车的驱动中国主要发展绞接车。无轨电车的驱动和控制由电气系统来完成。和控制由电气系统来完成。优点v 无轨电车有绿色公交之称，最大的优点是无轨电车有绿色公交之称，最大的优点是环环保保。噪音噪音较小亦是使用电动机及轮胎的无轨电车较小亦是使用电动机及轮胎的无轨电车的优点之一。的优点之一。v以电动机推动的无轨电车拥有比柴油发动机以电动机推动的无轨电车拥有比柴油发动机推动的公共汽车更高的推动的公共汽车更高的攀斜能力攀斜能力。在多山的城市，。在多山的城市，无轨电车经常用来行走陡峭的山路。美国西雅图无轨电车经常用来行走陡峭的山路。美国西雅图及旧金山即为例子。及旧金山即为例子。v 无轨电车可以使用无轨电车可以使用再生再生制动，刹车时把动能制动，刹车时把动能转化为电能，供其它电车使用，进一步节省能源。转化为电能，供其它电车使用，进一步节省能源。在在水力发电水力发电资源丰富的地区，因为电价较便宜，资源丰富的地区，因为电价较便宜，使用无轨电车的成本更低。使用无轨电车的成本更低。电车结构图济南第一代无轨电车济南第二代无轨电车济南第三代无轨电车05年引进大连有轨电车旧上海外滩电车电车的性能 电车使用可控硅脉冲调速控制系统。电车使用可控硅脉冲调速控制系统。电车具有良好的拖动特性。电车具有良好的拖动特性。电车的牵引力是由直流电动牵引机电车的牵引力是由直流电动牵引机 将架空线网的电能转化为将架空线网的电能转化为机械能机械能来提供来提供的。的。由于无轨电车电动机的输出扭矩未经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而直接到主过变速器而直接经过传动轴而直接到主加速器，所以相同条件下，无轨电车起加速器，所以相同条件下，无轨电车起步时要比汽车快。步时要比汽车快。无轨电车动力性能最高车速一般不低于无轨电车动力性能最高车速一般不低于50公里公里/小时。小时。电车的电耗费占无轨电车营运成本的约电车的电耗费占无轨电车营运成本的约25%左右，电耗单位为度左右，电耗单位为度/百公里。最百公里。最经济的通电车速为分段加速。经济的通电车速为分段加速。电车的制动原理电车的制动原理电气系统驱动电车的电能来自直流牵引电气系统驱动电车的电能来自直流牵引变电所，经过沿街道上空架设的接触网和装在变电所，经过沿街道上空架设的接触网和装在电车顶部的受流器（集电杆或受电弓）进入车电车顶部的受流器（集电杆或受电弓）进入车体。体。电流电流经过空气断路器等电源开关和电压调经过空气断路器等电源开关和电压调节装置，驱动电车的牵引电动机，然后返回牵节装置，驱动电车的牵引电动机，然后返回牵引变电所。其中有轨电车和一般电力机车相同，引变电所。其中有轨电车和一般电力机车相同，电流经过钢质的轮对和路轨，返回牵引变电所；电流经过钢质的轮对和路轨，返回牵引变电所；对于无轨电车，电流则经过另一根集对于无轨电车，电流则经过另一根集电杆电杆和接和接触网的负线返回牵引变电所。电车的接触网和触网的负线返回牵引变电所。电车的接触网和变电所的初投资大，在安全条件允许下，适当变电所的初投资大，在安全条件允许下，适当增加接触网电压，可以加大变电所之间的距离，增加接触网电压，可以加大变电所之间的距离，减少供电设备的初投资。减少供电设备的初投资。追忆兰州电车兰州电车50年前的样子2008年年5月月6日日11时时29分，自编号分，自编号2084的最的最后一辆电车缓缓驶进后一辆电车缓缓驶进兰州公交集团公司，兰州公交集团公司，这标志着运营了半个这标志着运营了半个世纪的兰州无轨电车世纪的兰州无轨电车完美谢幕。完美谢幕。从兰州电车的隐退看电车在实际公共交通的应用 兰州市建委公用处段庆芳副处长接受记者采访时表兰州市建委公用处段庆芳副处长接受记者采访时表示，随着兰州城市建设快速发展和人们出行节奏的加示，随着兰州城市建设快速发展和人们出行节奏的加快，电车在城市客运中的问题逐渐显现，快，电车在城市客运中的问题逐渐显现，电车线网和电车线网和电车架线杆等对城市环境的视觉污染越来越明显，电电车架线杆等对城市环境的视觉污染越来越明显，电车耗电量、维护费用大，需要配电站、架线车和专业车耗电量、维护费用大，需要配电站、架线车和专业的队伍，单车成本高，上座率低，空驶情况严重。的队伍，单车成本高，上座率低，空驶情况严重。兰兰州电车每年的亏损额高达州电车每年的亏损额高达480万元，其中万元，其中34路电车线路电车线路目前配车路目前配车15辆，平均上座率不到辆，平均上座率不到40%，长期处于严，长期处于严重亏损运营状态。重亏损运营状态。段庆芳副处长告诉记者，电车虽然无污染，但段庆芳副处长告诉记者，电车虽然无污染，但对于电车的维修、保养，以及购买新型电车却要支付对于电车的维修、保养，以及购买新型电车却要支付出普通燃气汽车两倍或以上的价格。出于对以上各个出普通燃气汽车两倍或以上的价格。出于对以上各个方面因素的考虑，政府相关部门也只能忍痛，将这些方面因素的考虑，政府相关部门也只能忍痛，将这些几乎已经成为几乎已经成为“包袱包袱”的电车进行割爱。电车退出兰的电车进行割爱。电车退出兰州公共交通舞台后，其有关档案将交由该市档案馆保州公共交通舞台后，其有关档案将交由该市档案馆保管，而作为城市公交文化的一个符号，兰州拟保留现管，而作为城市公交文化的一个符号，兰州拟保留现有的有的1至至2辆电车在博物馆展出。辆电车在博物馆展出。现代新型蓄电池无轨电车 载有蓄电池的无轨电车是最具发展潜力的公载有蓄电池的无轨电车是最具发展潜力的公共交通工具，它除了具有电车的优点以外，还省去共交通工具，它除了具有电车的优点以外，还省去了架设部分供电线路的优点，对美化城市起到极其了架设部分供电线路的优点，对美化城市起到极其重要的作用。重要的作用。目前，电车供电系统采用了多重逆变技术，把目前，电车供电系统采用了多重逆变技术，把低压低压24 V供电与高压电动机驱动部分、大型充电机供电与高压电动机驱动部分、大型充电机部分进行严格隔离，并安装了与大地接触的放电铁部分进行严格隔离，并安装了与大地接触的放电铁链，使得漏电问题得到了很好的解决。但是，在偶链，使得漏电问题得到了很好的解决。但是，在偶发情况特别是雨天天气环境下，依然会出现乘客上发情况特别是雨天天气环境下，依然会出现乘客上车过程中被电击的现象。针对此，实时测量放电铁车过程中被电击的现象。针对此，实时测量放电铁链即大地与车皮之间电压的漏电检测装置的研制就链即大地与车皮之间电压的漏电检测装置的研制就非常必要。非常必要。工作原理工作原理本装置安装于电车内部，供电电压为电车上的低压本装置安装于电车内部，供电电压为电车上的低压24 V电源电源(实际工作电压在实际工作电压在1836 V)，装置本身装有，装置本身装有3颗颗LED指示灯，分别指示灯，分别是系统工作电源指示绿灯、低压漏电是系统工作电源指示绿灯、低压漏电30 V指示黄灯和高压漏电指示黄灯和高压漏电70 V以上指示红灯，其中以上指示红灯，其中1根接线为铁链引线，另外根接线为铁链引线，另外2根接线到前台仪根接线到前台仪表显示系统。系统框图如图所示。表显示系统。系统框图如图所示。电车车皮本身为低压电源的负极，从以往的实测和理论分析电车车皮本身为低压电源的负极，从以往的实测和理论分析得出，被测铁链在漏电情况下达到了电车内部蓄电池的总电压，得出，被测铁链在漏电情况下达到了电车内部蓄电池的总电压，并且与车皮之间的电压呈现出正负的现象。所以，本系统在设计并且与车皮之间的电压呈现出正负的现象。所以，本系统在设计时充分考虑了上述情况，并在信号调理电路的设计上进行了处理。时充分考虑了上述情况，并在信号调理电路的设计上进行了处理。当被测信号与车皮之间电压在当被测信号与车皮之间电压在3070 V之间或在之间或在-30-70 V之间之间时本装置黄灯亮；当被测信号与车皮之间电压大于等于时本装置黄灯亮；当被测信号与车皮之间电压大于等于70 V或小或小于等于于等于-70 V时本装置红灯亮。时本装置红灯亮。一信号调理电路信号调理电路此部分电路主要对被采集电压进行调理，最终转化为MCU能接受的05V的电压范围；由于被采对象是个正负高电压信号，系统对于采集精度要求为1V。详细的设计电路如图2所示。当Vin0时，二极管D4导通，D2截止；输出到MCU的ADC0上的电压值为：当Vin0时，二极管D2导通，D4截止；输出到MCU的ADC1上的电压值为：为保证调理后的电压值满足MCU的ADC接口电压要求，电路中采用了稳压管进行稳压保护；同时还添加了信号滤波电路进行平滑处理。二二 CAN接口电路与网络编程协议接口电路与网络编程协议CAN接口电路采用了PHILIPS公司的SJA1000控制器和TJA1050高性能收发器。为了使本装置与电车上其他各路系统如蓄电池管理系统、发动机系统、仪表显示系统的电气隔离，该CAN接口的设计上采用了高速光耦6N137和单独的隔离5V电源，隔离电压达到了电车电器部件隔离规范要求的3000V。详细设计如图3所示。CAN20B协议数据单元由标识码和数据域两个，部分组成，标识码包括了优先权(P)、保留位(R)、数据页(DP)、格式域(PF)、特定域(PS)、源地址(SA)和数据域(DF)七部分。SAEJ1939是以CAN20B扩展信息格式为基础，用于大型车辆的协议。该设计参照此协议并兼容了北京公交的无轨电车电器控制CAN编码协议，规定了通讯的波特率为200kHz。标识码由29位组成，分别为状态ID和指令ID。定义为：PF=0XFF，PS=0X04，优先级=3，地址=0X09。数据域由8个字节，64位组成，各个单元的数据域都有不同定义霍尔元件用于电车斩波器的控制霍尔元件用于电车斩波器的控制 电车中的调速是由调整电压实现的。将霍尔电流传感器和其它元件配合使用，并将传感器的所有信号输入控制系统，可确保电车正常工作。其控制原理示图42霍尔电流传感器在电车斩波器中的应用于图42。图中，SCR1是主串联晶闸管，SCR2为辅助晶闸管，Lo、Co组成输入滤波器，Ls是平滑扼流圈，M1M5是霍尔电流传感器。现代新型锂电车电车在奥运会期间的应用 通风设备上，客车采用了一排细长的长通风设备上，客车采用了一排细长的长方形小孔作为通风口方形小孔作为通风口 新型的锂电池新型的锂电池 电车在司机前方有一个电车在司机前方有一个显示屏，电池的耗电量等全部信息都清晰地显示屏，电池的耗电量等全部信息都清晰地显示在这个显示屏上。显示在这个显示屏上。环保节能的锂离子电动电车因为造价环保节能的锂离子电动电车因为造价高，电池的耗损量大此前并未得到广泛应用。高，电池的耗损量大此前并未得到广泛应用。北京奥运会期间，北京奥运会期间，50辆锂电池客车是世辆锂电池客车是世界上第一次大规模使用锂电池电动客车。奥界上第一次大规模使用锂电池电动客车。奥运会后，这批电动车运会后，这批电动车 作为城市公共服务用车。作为城市公共服务用车。浦东有轨电车新型列车浦东有轨电车新型列车首辆新型法国劳尔电车已经到位，流线型的车身非常时尚首辆新型法国劳尔电车已经到位，流线型的车身非常时尚双开拉门方便携带行李的乘客上下车双开拉门方便携带行李的乘客上下车车内车内扶手牢扶手牢固地安固地安装在车装在车体结构体结构上，紧上，紧急制动急制动时也可时也可承受住承受住乘客的乘客的推力推力导轨只比路面导轨只比路面稍高，不采取稍高，不采取硬隔离，其他硬隔离，其他车辆需要借道车辆需要借道时也不会有明时也不会有明显的阻碍显的阻碍新型环保双轮电车新型环保双轮电车PUMA澳大利亚设计师大利亚设计师Simon Colabufalo开发设计出开发设计出了一款新型的了一款新型的Metrotopia交通电车交通电车这种新式电车整体像一个橡胶球一样，拥有极大的灵活性和机这种新式电车整体像一个橡胶球一样，拥有极大的灵活性和机动性。一个超强电动马达、卓越的稳定重心驱动系统的加入都动性。一个超强电动马达、卓越的稳定重心驱动系统的加入都注定该车将成为未来社会的发展主流。注定该车将成为未来社会的发展主流。电车文化的承载者函函馆馆市市的的圣圣诞诞老老人人彩彩绘绘电电车车墨墨尔尔本本电电车车有轨电车曾是北京、上海等大都市的重要有轨电车曾是北京、上海等大都市的重要 公共公共交通工具。现在也是大连的一项特色旅游资源交通工具。现在也是大连的一项特色旅游资源。古香古色古香古色 大连将跑新型有轨电车大连将跑新型有轨电车香港旅游电车意大利风情观光电车Thank You！郭娟郭娟 李燕李燕张晓青张晓青