现代有轨电车计算系统参数的方法

为了下文描述方便，给出一些符号的定义说明，如表5-11所示。

表5-11 相关符号定义

（1）牵引系统特性计算 根据列车牵引理论，整车驱动轮的驱动力F_t（kN）可由式（5-16）计算

牵引电机总输出功率P（含整车全部电机的总功率）为

式中，η为传动系统的效率。

牵引电机总输出转矩T_t（kN·m）为

牵引电机转速n（r/min）为

电机的牵引特性曲线如图5-13所示。当牵引电机进入恒功率区后，列车为了进一步提速，必须降低牵引电机转矩，列车的加速度会持续降低。列车会以逐渐减小的加速度提速，在牵引力曲线与基本阻力曲线相交处，列车达到最高速度。若两条曲线在牵引电机达到最大转速前无交点，则列车的最高速度由电机的最高转速决定。

图5-13 牵引特性曲线示意图

牵引电机总输入功率P₀可由式（5-21）计算

式中，η₀为电机效率。(www.xing528.com)

牵引电机可以提供的额定转矩T_n为

牵引逆变器所需输入功率P₁为

式中，η₁为牵引逆变器的效率。

DC/DC变流器所需输入功率P₂（即储能设备所需输出功率）为

式中P₁——DC/DC变流器所需输出功率，即为牵引逆变器所需输入功率，W；

P_a——列车照明、空调等除牵引电机之外的电气设备所需的辅助功率，W；

η₂——DC/DC变流器的效率。

（2）混合动力系统性能指标 通过动力性能指标可以确定列车的各种动力参数。常用的指标有最高车速、最大爬坡度、加速性能。确定了这些指标的具体值，就可以确定牵引电机的动力需求，为牵引电机选型提供依据，进而得到电源的功率和能量需求。

为简化计算，一般可以将sinα近似为坡度i，即i≈sinα，此时牵引力为

将最大坡度值i_max代入上式，即可求出满足最大爬坡度要求所需的牵引力。将求得的牵引力代入式（5-17）和式（5-18）中就可进一步求得电机所需峰值功率的一个最小值。

车辆在平直轨道匀加速行驶时，车辆的加速度a可表示为

式中，P_x为加速时电机对应车速v_a的实际输出功率，W。

根据驱动电机工作的外特性，得到恒转矩区每一车速对应的电机输出功率P_x以及恒功率区的电机输出功率P₃，进而得到电机所需峰值功率的最小值。

综合以上三个方面就可初步选择电机，确定电机的额定功率、峰值功率、额定转矩、额定转速等相关参数。