运输系统设计人员越来越需要更长的寿命和更高的组件耐久性，尤其是那些能够安全，灵活地连接电源的执行器。幸运的是，现在可以使用新的电动推杆系列来满足这一需求。

电动推杆在电动车辆中的作用

电动推杆使电车，公共汽车和火车能够间歇地与电源连接和断开。在大多数常规应用中，这种频繁的连接和断开连接不是必需的，因为它们依赖于一个电源，它们每天早上连接一次并保持连接直到一天结束。另一方面，混合动力汽车将电池电力用于超出城市范围的路线，但在行驶路线时会多次切换回更清洁，更经济的架空电源。随着电车，公共汽车和火车的数量增加，这种为电池充电的方法将变得越来越重要。

电动推杆通过控制弹簧受电弓来管理高架开关，受电弓位于车辆顶部，并向上抬高以与高架电力线连接。（图1）弹簧升起集电弓以与架空电源线连接并保持接触，当切换到电池电源时，执行器将集电弓从电源上拉开。在其他设计中，致动器可以预加载使受电弓升高到架空电力线的弹簧。随着公共交通使用量的增加，更有效的间歇切换减少了在城市范围内增加美学上具有挑战性和潜在危险的架空布线的需求。

图1：受电弓，门，升降机，平台和重力垃圾箱只是用于ThomsonElectrak®LL的部分应用。

一些设计使用气动执行器来管理缩放仪的连通性，但是相关的空气压缩会释放出水分，这些水分会导致堵塞，并在低温下结冰。气动解决方案还需要更多的组件，包括泵，管道和压缩空气系统。乘客数量的增加使此类问题更加复杂，随着交通流量的增加，气动解决方案的吸引力也越来越小。

电动推杆还引导切换到充电站，帮助混合动力公交车获得白天所需的动力。对于从第三条轨道获得动力的火车，电动推杆控制接触点从火车到电动轨道的延伸。

在现有应用可能要求使用寿命为20,000至30,000个周期的电动推杆情况下，由于乘员量增加而导致的每日周期增加，预计将要求寿命在500,000至1,000,000个周期范围内的电动推杆。

崛起的场合

要承受如此高的循环次数，就需要更改滚珠丝杠套件，电机设计，制动策略和耐环境性。

升级的滚珠丝杠套件

执行器滚珠丝杠套件包括滚珠丝杠，螺母和轴承。要达到一百万个生命周期，就需要对套件进行修改。例如，汤姆森工业公司（Thomson Industries，Inc.）通过进行三项主要设计更改，已将循环能力提高了十倍以上。第一个变化是利用更大直径的滚珠丝杠，以增强系统的核心。第二个变化是在螺母上实现多头滚珠返回，这使形成螺母和螺钉之间连接的滚珠数量增加了一倍，并在滚珠上更广泛地分配了载荷。而且，现在将角向轴承部署到螺钉上可以提供更大的稳定性并降低组件应力。

使用传统的基于接触电刷的直流电动机。但是，刷子最终会磨损-对于运输设计人员所计划的广泛使用而言，为时过早。用电磁场替换电刷是更好的选择。没有接触电刷的摩擦，电动机几乎可以永久使用。当然，轴承或电动机其他零件会有些磨损，但系统的使用寿命不再取决于电刷寿命。

图2汤姆森（Thomson）的长寿命，坚固耐用的Electrak LL电动推杆设计用于处理多达一百万次循环。

电磁制动

使用无刷电机还可以通过启用电磁控制来延长使用寿命。在受电弓中，执行器靠弹簧工作。在一个方向上，它是相反的力。在另一个方向上，它是一种辅助力量。相对的弹簧可在一个方向上提供稳定且受控的速度。另一方面，辅助弹簧可以使必须控制的空转操作更多。通常，当弹簧辅助时，通过摩擦制动器控制速度。但是随着使用时间的延长，摩擦制动器会磨损并限制执行器的使用寿命。更好的制动方法是使用无刷电机控制速度，并在执行器停止后使用机电制动器将负载保持在适当的位置。

在公共交通应用中使用的提高的耐环境致动器已经受到政府健康和安全法规的约束，并且扩大使用范围将需要最大的遵守。如果不那么频繁运行的车辆可能能够使用较低的入口防护等级，例如当前解决方案中的IP65，则以每小时60英里以上的速度行驶的火车的扩大运行将导致更大的环境压力，并且可能需要更高的防护等级。这些因素驱使执行器供应商确保其材料和密封策略在车辆自身可以使用的20或30年内得到保护。以下是高容量运输应用程序具有最大环境耐受性所需的一些环境特征：

• IP69K（静态）和IP66（动态）等级：

• IP-X6（动态）在+ 10°C（+ 50°F）和均衡的执行器温度+ 85°C（+ 185°F）的洒水过程中

• 至少500小时的耐盐雾性

• 在-40至+ 85°C（-40至+ 185°F）的宽温度范围内运行

• 符合IEC 60068-2-5的300小时耐太阳辐射（UV）

此外，铁路行业还发布了用于关键操作的组件和设备的国际安全标准和法规（EN 50155，EN 60077和EN 45545）。

35％占空比

一起使用时，增强的滚珠丝杠套件，无刷电机，电磁制动和环保性能可以大大提高占空比。例如，图2中所示的Thomson Electrak LL电动推杆提供了高达35％t的占空比，而在相同的工作温度和负载下，其他电动线性执行器的占空比为20％。高占空比可以在给定的时间范围内完成更多工作，而不必诉诸强制冷却或使用比负载所需强度更大的执行器，以避免过热。

即将发生什么？

在当今的运输应用中，电动推杆主要提供开关功能，并将继续提供开关功能。但是，切换需要一些车载电子设备，这些电子设备使电动推杆能够相互通信，并与其他设备通信，从而为操作员提供诸如缩放仪位置反馈的信息。

尽管用于充电站的电动推杆是必须升级的首批组件之一，以适应不断增长的乘员率和扩展的电气化，但其他合适的电动能推杆很快就会问世，包括车门操作，台阶调平，轨道车连接以及间隙控制，以确保乘客的安全和便利访问。到目前为止，这些应用主要由气动或液压执行器管理，但是随着周期的增加以及对更高效，更坚固组件的需求，工程师应在设计中考虑更合适的电动推杆。