专 辑 驱 动 装 置 与 电 源 技 术

富 士 时 报 Vol.C1 No.1 2009
驱 动 装 置 与 电 源 技 术 在 交 通 运 输 解 决 方 案 中 的 应 用
最 适 合 用 于 机 车 用 电 气 品 , 因 机 车 用 电 气 品 对 装 置 的 小 型
化 与 轻 量 化 要 求 特 别 严 格 。 东 日 本 旅 客 铁 道 株 式 会 社 (JR
东 日 本 ) 的 E721 类 交 流 一 般 车 辆 的 辅 助 电 源 装 置 也 是 采
用 了 以 上 技 术 。
高 功 能 化
在 机 车 方 面 , 富 士 电 机 为 提 高 机 车 的 使 用 效 果 及 维 修
效 率 , 导 入 了 IT 系 统 。 实 现 IT 系 统 需 导 入 数 据 传 输 功 能 ,
因 此 , 富 士 电 机 广 泛 采 用 了 物 理 层 为 RS-485, 传 输 顺
序 为 轮 流 检 测 系 统 的 结 构 。 为 提 高 机 车 传 输 系 统 的 性 能 ,
富 士 电 机 推 出 了 通 用 范 围 更 高 的 MODBUS on TCP/IP
协 议 的 机 车 传 送 系 统 。 这 一 产 品 作 为 双 层 机 车 的 辅 助 电 源
装 置 出 口 到 澳 大 利 亚 。 图 8 所 示 为 安 装 在 屋 顶 上 的 辅 助 电
源 装 置 的 外 观 。
3.3 车 门 系 统
对 乘 客 来 说 , 他 们 最 熟 悉 的 机 车 器 件 部 位 是 车 辆 的 侧 开
式 车 门 。 在 乘 车 的 高 峰 时 段 , 只 要 通 勤 列 车 的 多 个 车 门 中 有
一 个 发 生 故 障 , 那 么 整 个 列 车 的 运 行 就 很 可 能 马 上 会 受 到 影
响 。 因 此 , 与 机 车 中 的 其 他 电 气 品 相 比 , 车 门 器 件 必 须 具 有
更 高 的 安 全 性 与 可 靠 性 。 与 气 动 车 门 相 比 电 动 式 车 门 由 电 子
器 件 进 行 控 制 , 所 以 具 有 较 高 的 控 制 回 应 速 度 , 也 容 易 实 现
高 功 能 化 的 电 动 门 , 在 东 京 地 区 和 国 外 市 场 得 到 快 速 普 及 。
⑴ 电 动 车 门 与 线 性 车 门 的 特 征
电 动 车 门 的 优 点
电 动 车 门 不 需 配 置 气 动 机 车 门 所 需 要 的 空 气 配 管 , 且
使 用 很 多 年 后 仍 能 保 持 电 动 控 制 效 果 。 因 此 , 作 为 机 车 系
统 , 采 用 电 动 车 门 能 够 减 少 初 期 成 本 与 维 护 成 本 。 另 外 ,
富 士 电 机 的 控 制 器 的 功 能 灵 活 , 同 时 还 导 入 了 数 据 传 输 技
术 。 这 样 一 来 , 出 区 与 启 动 前 的 检 修 变 得 更 加 简 单 与 智 能
化 。 此 外 , 车 门 单 体 的 自 我 诊 断 功 能 也 得 到 了 改 进 。
动 力 传 输 结 构
以 前 的 电 动 车 门 都 采 用 了 将 转 动 式 电 机 转 换 成 车 门 直
线 运 动 的 结 构 , 且 常 常 通 过 滚 珠 螺 旋 法 发 挥 其 功 能 。 这 一
方 式 需 在 滑 动 部 位 进 行 润 滑 , 因 此 必 须 频 繁 地 进 行 加 油 。
此 外 , 后 面 将 要 谈 到 的 卡 紧 检 测 的 感 应 效 果 也 会 降 低 , 且
使 用 者 很 难 保 证 自 己 设 定 的 检 测 感 应 效 果 能 保 持 不 变 。
富 士 电 机 采 用 电 机 直 接 驱 动 车 门 , 实 现 了 车 门 的 直 线
运 动 。 这 样 , 车 门 的 驱 动 结 构 就 变 得 更 加 简 单 。 此 外 , 富
图 8 屋 顶 安 装 式 辅 助 电 源 装 置
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士 电 机 还 利 用 伺 服 技 术 推 出 了 具 有 高 控 制 性 能 的 车 门 产 品 。
锁 定 、 解 锁 结 构
为 了 保 证 车 门 关 闭 到 位 并 保 障 乘 客 安 全 , 富 士 电 机 在
机 车 车 门 产 品 上 采 用 了 锁 止 销 锁 定 结 构 。 此 外 , 富 士 电 机
还 在 车 门 上 配 备 了 解 锁 结 构 , 以 便 在 需 要 打 开 车 门 时 能 解
除 车 门 的 锁 定 状 态 。
安 全 性 能
由 于 近 年 来 , 大 楼 里 的 电 梯 与 车 辆 的 门 将 乘 客 夹 伤 的
事 故 经 常 发 生 , 人 们 便 开 始 重 视 车 门 的 安 全 性 能 。 富 士 电
机 的 车 门 采 用 微 电 子 计 算 机 进 行 电 子 控 制 , 这 一 控 制 系 统
能 根 据 车 门 的 速 度 等 控 制 信 息 进 行 高 感 应 度 的 车 门 夹 物 检
测 。 铁 路 车 辆 负 责 人 可 根 据 自 身 需 求 对 富 士 电 机 的 车 门 产
品 进 行 各 种 具 体 控 制 操 作 。
⑵ 线 性 车 门 的 产 品 实 例
单 电 机 驱 动 型 车 门
这 样 的 车 门 通 过 一 台 线 性 电 机 来 驱 动 车 门 , 可 驱 动 的
车 门 包 括 双 开 门 与 单 开 门 两 种 。JR 东 日 本 的 E231 系 列 、
E233 系 列 、E531 系 列 与 西 武 铁 道 的 30000 系 列 都 采
用 了 这 种 车 门 。 截 至 2008 年 年 末 的 统 计 所 示 , 这 样 的
车 门 约 有 14000 扇 正 在 使 用 之 中 。
双 开 门 中 的 一 扇 车 门 上 备 有 自 由 连 接 部 件 , 这 一 部 件
能 防 止 车 门 对 电 机 造 成 冲 击 。 这 扇 车 门 是 通 过 电 机 的 可 动
子 直 接 进 行 驱 动 的 。 而 另 外 一 扇 门 的 驱 动 方 向 与 可 动 子 刚
好 相 反 , 其 驱 动 过 程 通 过 支 架 与 齿 轮 结 构 ( 方 向 变 换 装 置 )
来 实 现 的 。 开 门 时 的 开 锁 动 作 采 用 了 根 据 线 性 电 机 的 驱 动
力 进 行 自 行 开 锁 的 方 法 。 图 9 所 示 为 车 门 系 统 结 构 。
在 东 海 道 线 的 E321 以 后 的 所 有 产 品 上 , 富 士 电 机
都 将 采 用 双 重 待 机 冗 长 方 式 。 这 一 方 式 包 括 信 号 的 输 入 输
出 接 口 、 控 制 电 路 、VVVF 变 频 器 。 机 车 即 使 发 生 故 障 ,
车 门 的 性 能 也 都 不 会 受 到 影 响 , 能 继 续 正 常 运 行 。
双 电 机 驱 动 型 车 门
这 种 产 品 是 通 过 两 台 线 性 电 机 来 分 别 驱 动 双 向 门 板 的
车 门 。 这 一 产 品 已 用 于 纽 约 都 市 交 通 局 (NYCT) 地 铁 的
R160 机 车 上 。 截 止 2008 年 年 末 , 这 种 产 品 总 共 出 货
4320 套 , 其 中 2000 多 套 的 产 品 正 在 使 用 之 中 。 图 10
所 示 为 NYCTR160 车 辆 与 车 门 系 统 的 简 要 结 构 。
为 了 在 直 流 37.5 V 的 电 源 发 生 电 压 变 动 时 确 保 器 件 的
运 行 稳 定 , 富 士 电 机 通 过 振 动 式 变 压 器 电 路 对 电 源 进 行 固 定
的 升 压 及 稳 定 化 处 理 。 在 处 理 完 成 后 , 这 一 电 源 的 电 力 将 被
输 送 至 变 频 器 上 。
此 外 , 有 些 客 户 比 较 重 视 车 门 规 格 的 安 全 性 , 要 求 各 功
能 可 独 立 实 现 。 为 了 满 足 这 些 客 户 的 需 求 , 富 士 电 机 在 产 品
中 采 用 了 螺 线 管 解 锁 结 构 。
专
辑
船 舶
在 日 本 国 内 的 运 输 部 门 中 , 国 内 航 道 海 运 的 能 源 利 用 率
仅 次 于 铁 路 车 辆 , 属 于 环 保 、 安 全 、 经 济 的 大 型 运 输 方 式 。
船 舶 的 运 输 活 动 量 ( 运 输 量 乘 以 距 离 ) 占 据 了 日 本 国 内 货 物
运 输 总 量 的 大 约 40%。
然 而 , 船 舶 运 输 中 存 在 船 员 高 龄 化 、 年 轻 船 员 不 足 、 劳
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