武漢地鐵DKZ8型電動車組

武漢地鐵DKZ8型電動車組,是武漢地鐵的首款載客列車,也是中國大陸首款國產化全鋁合金車體地鐵車輛[10],目前在1號線運營。

武漢地鐵DKZ8型地鐵列車
DKZ8型A03編成
概覽
類型B1型地鐵車輛
型號DKZ8
原產國 中華人民共和國
製造北車長春軌道客車
產量12列
車輛總數48節
車輛編號A01 ~ A12
製造年份2003 ~ 2004年
投入服務2004年7月28日
主要用戶武漢地鐵
營運路線武漢地鐵1號線
車輛基地古田車輛段
礄口路停車場
漢口北停車場
技術數據
列車編組2M2T
UIC軸式2′2′+Bo′Bo′+Bo′Bo′+2′2′
編組長度76.6m
車輛長度先頭車:19,300 mm
中間車:19,000mm
車體闊度2,800mm
車體高度3,800mm
車輛重量先頭車:31.5 t
中間車:35.5t
編組重量134t
軸重13t
軸距2,200mm
軌距1,435mm
輪徑840mm
轉向架北車長春軌道客車制
搖枕空氣彈簧轉向架
車體材質鋁合金
車門全列均為南京康尼機電新技術制雙扇電控電動塞拉門(4×4 對)
車輛載客量先頭車:215人
中間車:240人[1]
編組載客量910人
設計最高速度80km/h
起動加速度(0-36 km/h)≥0.83 m/s2
(0-80 km/h)≥0.5 m/s2[2]
常用減速度0.8 m/s2[2]
緊急減速度1.2 m/s2[2]
供電制式DC 750 V第三軌供電
受流方式費拉茲-紹穆特公司英語Mersen[3]
下接觸型集電靴
傳動方式直-交
牽引電動機SEA-402[4][5]
東芝電器鼠籠式三相異步交流牽引電動機(2×4台)
電動機功率180 kW[4]
牽引功率1,440 kW
傳動比100/13(7.69)[6][7]
控制裝置SVF068-A0[8]
東芝電器IGBT-VVVF控制
(1C2M2群方式,2組)
驅動裝置KD452-B-M[7]
東洋電機製造撓性板聯軸節驅動裝置(2×4具)
制動方式再生制動(主)
閘瓦式電控空氣制動(輔)
制動控制裝置:納博特斯克制 HRA[9]
安全防護系統SelTrac IS (S40)
阿爾卡特朗訊ATC裝置與CBTC系統(GoA 2預留GoA 3等級)
其它事項
備註輔助電源裝置:INV168-A0
東芝電器IGBT-SIV供電(2組)

列車編組

編輯

DKZ8型列車由北車長春軌道客車生產,為4節車廂B型編組(2M2T,Tc-M-M-Tc),共12列,計48節車廂,於2004年1號線一期工程開通時投入使用。

 
DKZ8
車廂型號 DK44 DK42 DK43 DK44
車廂編號 WHA××1 WHA××2 WHA××3 WHA××4
型式區分 Tc M M Tc
動力單元 單元1 單元2
空調裝置 三菱電機制
EU711
40.7 kW×2
三菱電機制
EU711
40.7 kW×2
三菱電機制
EU711
40.7 kW×2
三菱電機制
EU711
40.7 kW×2
電氣設備 南京華士制
5NB-1
應急通風逆變器
東芝制
SEA-402
三相異步電動機
180 kW×4
東芝制
SEA-402
三相異步電動機
180 kW×4
南京華士制
5NB-1
應急通風逆變器
東芝制
INV168-A0
140 kVA
IGBT-SIV
東芝制
SVF068-A0
IGBT-VVVF
東芝制
SVF068-A0
IGBT-VVVF
東芝制
INV168-A0
140 kVA
IGBT-SIV
車輛重量 31.5 t 35.5 t 35.5 t 31.5 t
額定載客量 215人 240人 240人 215人

車體結構

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列車車體呈鼓形,在滿足強度和剛度要求的同時實現了輕量化,具體包括:[1]

A05 號編組
A09 號編組

車頂

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車頂採用鋁合金型材焊接結構,圓弧頂和空調平台均由4種型材插接組成,其中空調平台位於M車和Tc車的一、二位端,內部安裝有三菱電機制EU711型空調裝置(每節車廂安裝兩台,每台的製冷容量為40.7 kW[11]);車頂的二次骨架由縱梁和橫梁組成,均為鋁型材,固定在車體鋁結構的T型滑槽內。

側牆

編輯

側牆鋁合金結構採用分塊結構,每節車廂分為10塊側牆,每塊側牆由7或8塊鋁型材組焊成形。

側牆內牆板採用厚度為4 mm的白色進口聚酯玻璃鋼材料,表面為光面或亞光面,使用壽命不小於15年;內牆板使用鋁梁骨架支撐,鋁梁用螺栓固定在側牆鋁結構的滑槽上。內牆板的上、下兩邊用螺釘固定在鋁梁上,左、右兩邊用螺釘固定在滑槽上,窗口四周則使用3M尼龍搭扣固定在內骨架鋁梁上。

側牆外部的裝飾彩條在一期工程開通時為紅色,在二期工程開通後更換為一號線的標識顏色「地鐵藍」[12]

底架

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底架採用大斷面鋁合金擠壓型材焊接結構,並設有頂車、架車、復軌用墊座,可用於拆卸、組裝、修理、裝運以及救援等操作;Tc車駕駛室端部底架還設置板梁結構,並加裝防爬器,以滿足底架吸收高衝擊能量的需要。

前端牆

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Tc車前端牆採用流線型結構,由前端鋁結構和玻璃鋼外殼組成,其中玻璃鋼外殼上開有1個風擋窗口和2個直角三角形側窗;前端鋁結構採用了插口式板梁結構,其中門立柱和門上橫梁為冷彎鋁型材,其它板梁採用了厚度為8 mm的鋁板。

車內布置

編輯
 
DKZ8型列車內部

列車的內部設施採用縱向對稱布置方式,具體包括:[1]

車門

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列車的每節車廂兩側各有四扇客室側門,均為雙開電控電動外塞拉門,有效開度1300毫米,高度1850毫米。

司機室的側門為單開手動外塞拉門,而間壁門則為手動折頁門,其上帶有玻璃窗和保險鎖,客室一側只能通過鑰匙開啟,司機室一側則通過小手把開啟。

車窗

編輯

列車的每節車廂兩側各有三扇明窗和兩扇暗窗,其中明窗為三層中空車窗,包括最外層的5毫米厚高性能鍍膜玻璃、中間層的4 mm厚鋼化玻璃、內層的5毫米厚鋼化玻璃,以及每兩層玻璃間的6毫米中空層;暗窗則為內表面經過絲網印刷處理的5毫米厚鋼化玻璃。

客室

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列車的客室內部設有縱向座椅,分為六人、四人、三人長座椅三種;座椅在客室兩側對稱分布,其近門側設有擋風板。

座椅上方設有熒光燈燈帶提供車內照明,燈帶附近還設有經過拉絲處理的不鏽鋼製U形扶手。

客室兩端設有LED走字屏,可顯示當前站、下一站等信息,此外部分車門上方還設有LED閃燈圖。

地板

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地板型材由七塊鋁合金擠壓型材焊接組成,腔內填充防寒材,下表面噴塗隔聲阻尼漿,上方則鋪裝鋁蜂窩地板和厚度3毫米的灰色PVC地板布。

鋁蜂窩地板下表面附裝隔音板,通過地板連接件固定於地板型材上;地板連接件由橡膠座、鑄鋁座及PVC墊板組成,可起到良好的隔震及支撐固定作用。

司機台

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司機台只裝在TC車上,供司機駕駛列車用,在結構上分為台面設備和台下箱櫃兩大部分,其中台面由玻璃鋼製成,台下箱櫃由鋼板製成。

台面設備包括TMS系統顯示屏、廣播控制面板、ATC系統顯示器、雙針壓力表、司機控制器、無線電台控制盒,以及各種信號指示燈和開關等。

台下箱櫃分為三部分:左櫃、中櫃及右櫃。左櫃設有無線電台主機和雨刷水箱,中櫃為接線端子排和腳踏部分,右櫃為廣播主機和儲物櫃。

電氣系統

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列車以1M1T為一個完整的牽引、供電、控制單元,兩個單元組成一列編組,其電氣系統由東芝提供,具體包括:

牽引系統

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每節M車下方各安裝一台SVF068-A0型牽引逆變器,以1C2M2群方式驅動其所在M車的四台SEA-402型三相四極鼠籠式交流電動機。[4][8]

牽引逆變器為兩點式IGBT電壓型三相直-交逆變器,冷卻方式為熱管散熱器走行風冷。逆變器箱中包含兩套STC235-A0型逆變器單元、兩套STC236-A0型制動斬波單元及一套LCU272-A0型邏輯控制單元,其中每套逆變器單元包含六個三菱電機制CM1200HA-34H型IGBT功率模塊(額定電壓1700 V,額定電流1200 A),驅動兩台牽引電動機,每節M車的四台牽引電動機在其輸入端處並聯。[6]

SEA-402型牽引電動機的技術參數為:額定功率180 kW,電機電壓550 V,電機電流240 A,工作頻率72 Hz,額定轉速2115 r/min,絕緣耐熱溫度200 ℃,功率因子0.86。[4][5]

SVF068-A0型牽引逆變器的技術參數為:重量910 kg,輸入電壓範圍DC 500-900 V,動力輸出電壓AC 0-550 V,制動輸出電壓AC 0-675 V,輸出頻率0-135 Hz。[2][8]

輔助供電系統

編輯

列車採用雙路靜止逆變器(SIV)交叉供電方式,每節Tc車下方各安裝一台INV168-A0型IGBT靜止逆變器,用以將DC 750 V逆變為AC 380 V、DC 110 V 或DC 24 V,其冷卻方式為熱管散熱器走行風冷。靜止逆變器的技術參數為:重量1820 kg,輸入電壓範圍DC 500-900 V,輸出電壓AC 380 V±5%(50 Hz),輸出容量140 kVA,輸出頻率50 Hz±1 Hz,噪聲<70 dB,功率因子≥0.85。[13]

監控系統

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列車的監控系統由主機(MU)、次級設備(SU)和顯示設備(DSP)組成,其中MU和DSP安裝在Tc車上,SU安裝在M車上。監控系統的功能包括:[6][14]

  • 數據採集:通過常串行通信及數據輸入,從車上設備處採集信息。
  • 計算:從牽引逆變器處獲取牽引電機的轉子頻率,進而計算列車的運行速度。
  • 檢測與記錄:檢測列車的各種設備,採集它們的狀態信號,並將列車的性能數據或故障情況存檔。
  • 顯示:藉助司機台的顯示屏,為司機和列車員提供列車圖解、公里和速度顯示、故障顯示等實用功能。
  • 設置面板:可實現更改列車號、車輪直徑設定、小站識別、絕對公里值自動校正等操作。

控制系統

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列車的控制系統具有控制列車運行、控制各種輔助設施、提供運行信息等功能,具體包括:[6]

  • 運行模式控制:共有九種運行模式可供切換,分別為:
    1. 無人駕駛(GoA 3等級):列車的運行完全由ATC設備控制,除首站需人工按發車按鈕外不需人工干預。
    2. ATO自動駕駛:除每站均需人工發車外,與無人駕駛模式相同。
    3. 人工保護(PM):列車運行方向由ATC設備決定,列車牽引及制動完全由司機操作,ATP進行保護。
    4. ATP反向(只在ATO及PM模式下有效):用於在列車停站不準確情況下調整停站位置(退行6 m)。
    5. ATP(RM):列車運行方向由人工確定,ATP防護速度不超過25 km/h,其餘操作均由人工干預。
    6. ATP切除:完全為人工駕駛,牽引逆變器在25 km/h時切除牽引,超過30 km/h時則緊急制動。
    7. 洗車:用於洗車作業,將車速控制在3 km/h。
    8. 反向運行:牽引逆變器在4 km/h時切除牽引,超過7 km/h時則緊急制動,必須將手柄打到制動位才可恢復牽引。
    9. 站場運行:牽引逆變器在10 km/h時切除牽引,超過15 km/h時則緊急制動,必須將手柄打到制動位才可恢復牽引。
  • 牽引及制動控制:依靠牽引線和非制動線的邏輯關係決定列車的制動、惰行和牽引狀態。
  • 力矩指令傳遞:將ATC設備或司控器手柄發出的力矩指令,通過邏輯判斷轉為PWM編碼信號,並通過列車線進行傳輸。
  • 空氣壓縮機控制:起車狀態下,雙壓縮機組同時打風;正常工作狀態下,由主控司機室側的壓縮機打風;此外還具有強制泵風功能。
  • 列車服務設備控制:具體包括對以下五類設備的控制:
    1. 照明系統:即正常照明及應急照明的控制功能。
    2. 空調裝置:由司機台統一控制,包括通風、製冷、預製冷、緊急通風等功能。
    3. 客室採暖:共有三檔,由司機台統一控制。
    4. 乘客信息系統:與LED閃燈圖和走字屏聯動,具有自動、半自動、人工等報站模式,並可插播廣告等信息。
    5. 列車車門控制:以開關門控制為主,並具有一定的防夾物功能。
  • 信號控制:包括對頭燈、尾燈、行車燈、電笛等的控制。

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 長春軌道客車股份有限公司. 武汉轨道交通一号线一期工程车辆使用维护说明书 - 第一分册:车辆总体. 2003. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 株式會社東芝. 武汉轨道交通一号线(一期)VVVF逆变器控制功能规格书(第二版). 2003. 
  3. ^ 長春軌道客車股份有限公司. 武汉轨道交通一号线一期工程车辆使用维护说明书 - 第五分册:空调、受流器. 2003. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 徐飛,張維久. 武汉地铁1号线车辆牵引电机定子引出线缆老化原因分析及改造措施. 現代城市軌道交通. 2017, (10): 26-29 [2021-12-07]. (原始內容存檔於2021-12-07). 
  5. ^ 5.0 5.1 株式會社東芝. Type test record of traction motor SEA-402. 2003. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 長春軌道客車股份有限公司. 武汉轨道交通一号线一期工程车辆使用维护说明书 - 第二分册:牵引系统、辅助电源系统、监控系统、连接器、齿轮传动装置. 2003. 
  7. ^ 7.0 7.1 東洋電機製造株式會社. 齿轮传动装置使用说明书(型号:KD452-B-M). 2003. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 株式會社東芝. 武汉轨道交通1号线 VVVF 逆变器 SVF068-A0 维修手册. 2003. 
  9. ^ 長春軌道客車股份有限公司. 武汉轨道交通一号线一期工程车辆使用维护说明书 - 第三分册:制动系统. 2003. 
  10. ^ 中国第一列国产全铝合金城市轨道车辆诞生. 新華網. 2003-11-18 [2021-12-07]. (原始內容存檔於2021-12-09). 
  11. ^ 三菱電氣公司. 用于武汉轨道交通用空调单元 - 空调单元的指导手册(型号:EU711). 2003. 
  12. ^ 武漢地鐵運營有限公司. 一号线一期工程车辆车体外表油漆涂装改造工程二次招标公告. 2009-10-27. (原始內容存檔於2021-12-09). 
  13. ^ 株式會社東芝. 武汉地铁一期工程 · 逆变器设备(SIV)维护手册. 2003. 
  14. ^ 株式會社東芝. 武汉1号线 · TMS(列车监控系统)功能规格. 2003.