​为什么地铁牵引使用直流电「地铁牵引供电为什么要用直流电列车上又逆变成交流

为什么地铁牵引使用直流电「地铁牵引供电为什么要用直流电列车上又逆变成交流」

准确一点，之所以在21世纪初，在城轨项目上，低压、直流供电相对于高压、交流供电还有相当程度的优势，是因为：

一，纵观百余年铁路发展史，相对于有巨大的惯性的大铁而言，城轨相对较少的互联互通需求和历史包袱令其天生地成为了铁路前沿技术的试验田。今天你所熟知的大铁技术，从电力牵引到四显示，从动力分散式动车组到电空制动，从ATO到CBTC，无一不是发轫于城轨。电力牵引技术引入铁路行业是在19世纪90年代，其中至少有一半的原因是因为城轨的特殊需求－－城里人越来越不能忍受蒸汽机车的噪音与污染了，包括纽约在内的大城市们纷纷出台法规不准蒸汽机车进城。人们探索电力的过程自然是从低压到高压，从直流到交流。在电力牵引刚刚问世的日子里，高压交流这个选项根本不存在，只能选低压直流－－后来被证明是出人意料地适合。因此，从一开始，低压直流就占了上风。

二、随着时间的推移，在整个20世纪的前叶和中叶，这种势头并没有减退。原因在于，在20世纪后半叶以前人们并不知道如何调教交流电机－－无论采取何种供电形式，最后驱动的必然只会是直流电机。使用低压直流供电，通过改变励磁，串接电阻等方式，便能轻而易举实现调速。

至于为何低压直流在大铁上败下来，是因为大铁的“大”，需要更高的电压来降低单位距离的压降。而“交流”恰恰是高压的副产品－－同样在20世纪后半叶以前，人们不知道通过何种非机械的手段能够将高压直流电降压为牵引电机所需的低压电。因此只能依靠交流电，毕竟有变压器可以用。20世纪前半叶，人们甚至不知道如何非机械地将交流电整流为直流电－－这就是低频交流供电在大铁大行其道的原因，当转子频率远大于供电频率的时候，交流也能当直流使，喂给直流电机。随着20世纪中叶真空管尤其是汞弧引燃管整流装置的发明，低频高压交流被工频高压交流取而代之，成为电气化大铁广泛使用的动力来源。

另一方面，城轨不存在供电距离长的问题－－在城市里维护供电设备的成本远比大铁在荒郊野岭维护供电设备的成本低。因此，电压这个因素并没有淘汰低压直流供电在城轨项目的使用，即使是完全新上的城轨项目，也普遍使用低压直流供电。

三，20世纪后半叶出现了电力电子技术，交流电机的调速不再是问题，便取直流电机而代之，最终形成我们今天所熟知的直-交和交-直-交传动方式。

对比之下，可见直流供电和交流供电的区别，无非是交流供电多了一组（直到21世纪初还非常笨重的）工频牵引变压器和整流器。城轨列车需要轻量化，在这一点上依然是直流占了优势。一个极端的（负面）案例是现在正在建造的蒙特利尔REM，为了强行让列车经承重能力不足的桥梁实现新老线直通运行，倒行逆施，将老线使用不足30年的AC25kV电气化设备扔进垃圾堆，新建DC1500V电气化设备。

而在电压方面，如前所述，城轨不存在供电距离长的问题，高压的优势成了屠龙技。而城市相对于郊野拆迁成本又高出许多，为容纳更高电压而采用较大的限界，会大幅增加建造成本。相比之下，还是低压占优。

所以直至今日，低压直流供电在城轨项目上还有相当程度的优势。