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武汉地铁DKZ8型电动车组

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武汉地铁DKZ8型地铁列车
DKZ8型A03编成
概覽
類型B1型地铁车辆
型號DKZ8
原產國 中华人民共和国
製造北车长春轨道客车
產量12列
車輛總數48节
車輛編號A01 ~ A12
製造年份2003 ~ 2004年
投入运营2004年7月28日
主要用戶武汉地铁
營運路線武汉地铁1号线
車輛基地古田车辆段
硚口路停车场
汉口北停车场
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
車輛長度先头车:19,300 mm
中间车:19,000mm
車體宽度2,800mm
車體高度3,800mm
車輛重量先头车:31.5 t
中间车:35.5t
編組重量134t
軸重13t
轴距2,200mm
轨距1,435mm
輪徑840mm
轉向架北车长春轨道客车制
摇枕空气弹簧转向架
車體材質铝合金
車門全列均为南京康尼机电新技术制双扇电控电动塞拉门(4×4 对)
車輛定员先头车:215人
中间车:240人[1]
編組定员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第三轨供电
受流方式费拉兹-绍穆特公司英语Mersen[3]
下接触型集电靴
傳動方式直-交
牽引電動機SEA-402[4][5]
东芝电器鼠笼式三相异步交流牵引电动机(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]
东芝电器IGBT-VVVF控制
(1C2M2群方式,2组)
驅動裝置KD452-B-M[7]
东洋电机制造挠性板联轴节驱动装置(2×4具)
制動方式再生制动(主)
闸瓦式电控空气制动(辅)
制动控制装置:纳博特斯克制 HRA[9]
安全防護系統SelTrac IS (S40)
阿尔卡特朗讯ATC装置与CBTC系统(GoA 2预留GoA 3等级)
其它事项
備註辅助电源装置:INV168-A0
东芝电器IGBT-SIV供电(2组)

武汉地铁DKZ8型电动车组,是武汉地铁的首款载客列车,也是中国大陆首款国产化全铝合金车体地铁车辆[10],目前在1号线运营。

列车编组

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DKZ8型列车由北车长春轨道客车生产,为4节车厢B型编组(2M2T,Tc-M-M-Tc),共12列,计48节车厢,于2004年1号线一期工程开通时投入使用。

 
DKZ8
车厢型号 DK44 DK42 DK43 DK44
车厢编号 WHA××1 WHA××2 WHA××3 WHA××4
型式区分 Tc M M Tc
动力单元 单元1 单元2
空调装置 三菱电机制
EU711
40.7 kW×2
三菱电机制
EU711
40.7 kW×2
三菱电机制
EU711
40.7 kW×2
三菱电机制
EU711
40.7 kW×2
电气设备 南京华士制
5NB-1
应急通风逆变器
东芝制
SEA-402
三相异步电动机
180 kW×4
东芝制
SEA-402
三相异步电动机
180 kW×4
南京华士制
5NB-1
应急通风逆变器
东芝制
INV168-A0
140 kVA
IGBT-SIV
东芝制
SVF068-A0
IGBT-VVVF
东芝制
SVF068-A0
IGBT-VVVF
东芝制
INV168-A0
140 kVA
IGBT-SIV
车辆重量 31.5 t 35.5 t 35.5 t 31.5 t
额定载客量 215人 240人 240人 215人

车体结构

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列车车体呈鼓形,在满足强度和刚度要求的同时实现了轻量化,具体包括:[1]

A05 号编组
A09 号编组

车顶

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车顶采用铝合金型材焊接结构,圆弧顶和空调平台均由4种型材插接组成,其中空调平台位于M车和Tc车的一、二位端,内部安装有三菱电机制EU711型空调装置(每节车厢安装两台,每台的制冷容量为40.7 kW[11]);车顶的二次骨架由纵梁和横梁组成,均为铝型材,固定在车体铝结构的T型滑槽内。

侧墙

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侧墙铝合金结构采用分块结构,每节车厢分为10块侧墙,每块侧墙由7或8块铝型材组焊成形。

侧墙内墙板采用厚度为4 mm的白色进口聚酯玻璃钢材料,表面为光面或亚光面,使用寿命不小于15年;内墙板使用铝梁骨架支撑,铝梁用螺栓固定在侧墙铝结构的滑槽上。内墙板的上、下两边用螺钉固定在铝梁上,左、右两边用螺钉固定在滑槽上,窗口四周则使用3M尼龙搭扣固定在内骨架铝梁上。

侧墙外部的装饰彩条在一期工程开通时为红色,在二期工程开通后更换为一号线的标识颜色“地铁蓝”[12]

底架

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底架采用大断面铝合金挤压型材焊接结构,并设有顶车、架车、复轨用垫座,可用于拆卸、组装、修理、装运以及救援等操作;Tc车驾驶室端部底架还设置板梁结构,并加装防爬器,以满足底架吸收高冲击能量的需要。

前端墙

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Tc车前端墙采用流线型结构,由前端铝结构和玻璃钢外壳组成,其中玻璃钢外壳上开有1个风挡窗口和2个直角三角形侧窗;前端铝结构采用了插口式板梁结构,其中门立柱和门上横梁为冷弯铝型材,其它板梁采用了厚度为8 mm的铝板。

车内布置

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DKZ8型列车内部

列车的内部设施采用纵向对称布置方式,具体包括:[1]

车门

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列车的每节车厢两侧各有四扇客室侧门,均为双开电控电动外塞拉门,有效开度1300毫米,高度1850毫米。

司机室的侧门为单开手动外塞拉门,而间壁门则为手动折页门,其上带有玻璃窗和保险锁,客室一侧只能通过钥匙开启,司机室一侧则通过小手把开启。

车窗

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列车的每节车厢两侧各有三扇明窗和两扇暗窗,其中明窗为三层中空车窗,包括最外层的5毫米厚高性能镀膜玻璃、中间层的4 mm厚钢化玻璃、内层的5毫米厚钢化玻璃,以及每两层玻璃间的6毫米中空层;暗窗则为内表面经过丝网印刷处理的5毫米厚钢化玻璃。

客室

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列车的客室内部设有纵向座椅,分为六人、四人、三人长座椅三种;座椅在客室两侧对称分布,其近门侧设有挡风板。

座椅上方设有荧光灯灯带提供车内照明,灯带附近还设有经过拉丝处理的不锈钢制U形扶手。

客室两端设有LED走字屏,可显示当前站、下一站等信息,此外部分车门上方还设有LED闪灯图。

地板

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地板型材由七块铝合金挤压型材焊接组成,腔内填充防寒材,下表面喷涂隔声阻尼浆,上方则铺装铝蜂窝地板和厚度3毫米的灰色PVC地板布。

铝蜂窝地板下表面附装隔音板,通过地板连接件固定于地板型材上;地板连接件由橡胶座、铸铝座及PVC垫板组成,可起到良好的隔震及支撑固定作用。

司机台

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司机台只装在TC车上,供司机驾驶列车用,在结构上分为台面设备和台下箱柜两大部分,其中台面由玻璃钢制成,台下箱柜由钢板制成。

台面设备包括TMS系统显示屏、广播控制面板、ATC系统显示器、双针压力表、司机控制器、无线电台控制盒,以及各种信号指示灯和开关等。

台下箱柜分为三部分:左柜、中柜及右柜。左柜设有无线电台主机和雨刷水箱,中柜为接线端子排和脚踏部分,右柜为广播主机和储物柜。

电气系统

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列车以1M1T为一个完整的牵引、供电、控制单元,两个单元组成一列编组,其电气系统由东芝提供,具体包括:

牵引系统

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每节M车下方各安装一台SVF068-A0型牵引逆变器,以1C2M2群方式驱动其所在M车的四台SEA-402型三相四极鼠笼式交流电动机。[4][8]

牵引逆变器为两点式IGBT电压型三相直-交逆变器,冷却方式为热管散热器走行风冷。逆变器箱中包含两套STC235-A0型逆变器单元、两套STC236-A0型制动斩波单元及一套LCU272-A0型逻辑控制单元,其中每套逆变器单元包含六个三菱电机制CM1200HA-34H型IGBT功率模块(额定电压1700 V,额定电流1200 A),驱动两台牵引电动机,每节M车的四台牵引电动机在其输入端处并联。[6]

SEA-402型牵引电动机的技术参数为:额定功率180 kW,电机电压550 V,电机电流240 A,工作频率72 Hz,额定转速2115 r/min,绝缘耐热温度200 ℃,功率因子0.86。[4][5]

SVF068-A0型牵引逆变器的技术参数为:重量910 kg,输入电压范围DC 500-900 V,动力输出电压AC 0-550 V,制动输出电压AC 0-675 V,输出频率0-135 Hz。[2][8]

辅助供电系统

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列车采用双路静止逆变器(SIV)交叉供电方式,每节Tc车下方各安装一台INV168-A0型IGBT静止逆变器,用以将DC 750 V逆变为AC 380 V、DC 110 V 或DC 24 V,其冷却方式为热管散热器走行风冷。静止逆变器的技术参数为:重量1820 kg,输入电压范围DC 500-900 V,输出电压AC 380 V±5%(50 Hz),输出容量140 kVA,输出频率50 Hz±1 Hz,噪声<70 dB,功率因子≥0.85。[13]

监控系统

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列车的监控系统由主机(MU)、次级设备(SU)和显示设备(DSP)组成,其中MU和DSP安装在Tc车上,SU安装在M车上。监控系统的功能包括:[6][14]

  • 数据采集:通过常串行通信及数据输入,从车上设备处采集信息。
  • 计算:从牵引逆变器处获取牵引电机的转子频率,进而计算列车的运行速度。
  • 检测与记录:检测列车的各种设备,采集它们的状态信号,并将列车的性能数据或故障情况存档。
  • 显示:借助司机台的显示屏,为司机和列车员提供列车图解、公里和速度显示、故障显示等实用功能。
  • 设置面板:可实现更改列车号、车轮直径设定、小站识别、绝对公里值自动校正等操作。

控制系统

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列车的控制系统具有控制列车运行、控制各种辅助设施、提供运行信息等功能,具体包括:[6]

  • 运行模式控制:共有九种运行模式可供切换,分别为:
    1. 无人驾驶(GoA 3等级):列车的运行完全由ATC设备控制,除首站需人工按发车按钮外不需人工干预。
    2. ATO自动驾驶:除每站均需人工发车外,与无人驾驶模式相同。
    3. 人工保护(PM):列车运行方向由ATC设备决定,列车牵引及制动完全由司机操作,ATP进行保护。
    4. ATP反向(只在ATO及PM模式下有效):用于在列车停站不准确情况下调整停站位置(退行6 m)。
    5. ATP(RM):列车运行方向由人工确定,ATP防护速度不超过25 km/h,其余操作均由人工干预。
    6. ATP切除:完全为人工驾驶,牵引逆变器在25 km/h时切除牵引,超过30 km/h时则紧急制动。
    7. 洗车:用于洗车作业,将车速控制在3 km/h。
    8. 反向运行:牵引逆变器在4 km/h时切除牵引,超过7 km/h时则紧急制动,必须将手柄打到制动位才可恢复牵引。
    9. 站场运行:牵引逆变器在10 km/h时切除牵引,超过15 km/h时则紧急制动,必须将手柄打到制动位才可恢复牵引。
  • 牵引及制动控制:依靠牵引线和非制动线的逻辑关系决定列车的制动、惰行和牵引状态。
  • 力矩指令传递:将ATC设备或司控器手柄发出的力矩指令,通过逻辑判断转为PWM编码信号,并通过列车线进行传输。
  • 空气压缩机控制:起车状态下,双压缩机组同时打风;正常工作状态下,由主控司机室侧的压缩机打风;此外还具有强制泵风功能。
  • 列车服务设备控制:具体包括对以下五类设备的控制:
    1. 照明系统:即正常照明及应急照明的控制功能。
    2. 空调装置:由司机台统一控制,包括通风、制冷、预制冷、紧急通风等功能。
    3. 客室采暖:共有三档,由司机台统一控制。
    4. 乘客信息系统:与LED闪灯图和走字屏联动,具有自动、半自动、人工等报站模式,并可插播广告等信息。
    5. 列车车门控制:以开关门控制为主,并具有一定的防夹物功能。
  • 信号控制:包括对头灯、尾灯、行车灯、电笛等的控制。

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 长春轨道客车股份有限公司. 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 株式会社东芝. 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. ^ 长春轨道客车股份有限公司. 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 徐飞,张维久. 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. 现代城市轨道交通. 2017, (10): 26-29 [2021-12-07]. (原始内容存档于2021-12-07). 
  5. ^ 5.0 5.1 株式会社东芝. Type test record of traction motor SEA-402. 2003. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 长春轨道客车股份有限公司. 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 东洋电机制造株式会社. 齿轮传动装置使用说明书(型号:KD452-B-M). 2003. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 株式会社东芝. 武汉轨道交通1号线 VVVF 逆变器 SVF068-A0 维修手册. 2003. 
  9. ^ 长春轨道客车股份有限公司. 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. 新华网. 2003-11-18 [2021-12-07]. (原始内容存档于2021-12-09). 
  11. ^ 三菱电气公司. 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. ^ 武汉地铁运营有限公司. 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. (原始内容存档于2021-12-09). 
  13. ^ 株式会社东芝. 武汉地铁一期工程 · 逆变器设备(SIV)维护手册. 2003. 
  14. ^ 株式会社东芝. 武汉1号线 · TMS(列车监控系统)功能规格. 2003.