永磁同步电动机在电动车组上的应用

永磁电动机属于交流电动机,它具有结构简单、易于维修保养、节省能源、噪声小和效率高等特点.本文比较了永磁电动机及异步电动机的结构特点,从电动年组的应用出发,介绍开发成功的直接驱动式和全封闭式永磁电动机的概况,阐述了永磁电动机推广应用所面临的问题.     

全封闭永磁同步牵引电动机冷却系统设计

永磁电机自身固有的特点以及用作牵引电动机时的高功率密度、高热负荷、轻量化、高可靠性的需求,给永磁同步牵引电动机的冷却结构设计提出了高散热能力、高可靠性和良好工艺性的要求,合理地设计冷却结构是发挥永磁同步牵引电动机优势的基本保障。文章阐述了永磁同步牵引电动机冷却系统的特点及设计方法,并提出了降低永磁同步牵引电动机温升的措施。     

牵引电动机能耗的比较

铁路运营部门正尽力改善新干线和窄轨列车的运行能耗.列车传动系统最近大多采用感应电动机(IM),但预计永磁同步电动机(PMSM)用作牵引电动机,可以降低能耗,因为PMSM转子损耗比IM少.即使效率提高不多,也可明显节能,因为大量的能量消耗在列车运行中.文章通过数字仿真比较PMSM与IM的能耗,证实PMSM的能耗低.     

变轨距列车用电动机的开发

我们为变轨距列车研制了2种牵引电动机.一种是直接驱动的永磁同步电动机,另一种是传统的万向轴驱动的异步电动机.对这2种电动机进行了试验,取得了良好的结果.在美国对变轨距列车的高速耐久性运行试验进行了约2年.在运行试验中,电动机没有发生任何故障.运行试验后进行的解体检查也表明电动机没有任何损伤.     

永磁同步电动机控制策略综述

对永磁同步电动机的控制从外同步控制、白同步控制及弱磁控制等几方面进行了详细分析。介绍了自适应控制、变结构控制和智能控制等先进控制策略在永磁同步电动机控制系统中的应用。     

永磁同步电动机在铁道机车动车上的应用

永磁同步电动机因其效率高,现已广泛用作电动汽车牵引电动机和空调压缩机电动机等.在铁道机车动车上,直流牵引电动机用了很长时间.但近些年来已被逆变器供电且只需要较少维护的异步电动机取代.永磁同步电动机是一种交流电动机,所需维护也很少,而且效率比异步电动机高,体积和重量可以更小.为了充分发挥其效率高的特点,开发了直接驱动式和全封闭式永磁同步电动机.文章从铁道机车动车上的应用出发,介绍了我们的研究成果.     

永磁牵引电动机的崛起

通过对永磁电机与三相感应电机的比较,系统地介绍了永磁牵引电动机的结构、性能以及优点,同时也分析了永磁牵引电动机的缺点。尽管永磁电机尚存在一些缺点,但其广泛应用将成为一种新的趋势。     

地铁车辆用JD155永磁同步牵引电动机的设计

介绍了基于多物理场耦合仿真的轨道交通用永磁同步牵引电动机的设计方法。以沈阳地铁二号线用JD155永磁同步牵引电动机为例,介绍了该电动机的关键参数的选取、结构、试验和运行情况、与异步牵引电动机的比较以及下一阶段的工作。试验结果证明,JD155永磁同步牵引电动机在效率和节能效果、维护、外形尺寸等方面都优于异步牵引电动机。     

日本铁路机车车辆传动用永磁同步电动机的研发概况

20世纪70年代铁-钕-硼磁性材料的成功开发。加上电力电子技术的不断发展，永磁同步电动机又引起了人们的注意，它不仅与异步电动机同样具有牵引电动机所需的特点，而且还可以比异步电动机的效率更高、体积和重量更小。日本从1990年开始研发用永磁同步电动机作为直接传动的牵引电动机和全封闭式电动机，并试验用于通勤电车、轨距可变电动车组和低地板轻轨车辆乃至新干线高速电动车组上。     

永磁同步牵引电动机的特殊性

在阐述永磁同步牵引电动机与异步牵引电动机工作原理的差异以及永磁材料稳定性基础上,从转子不产生损耗带来的优点、过载能力、极数的选择、环境适应性、控制方式、不可逆退磁以及磁场不可调节所带来的缺点等方面,分析永磁同步牵引电动机的特殊性,并提出设计上应采取的措施,为永磁同步牵引电动机的设计提供参考。     

市郊列车永磁同步牵引电动机成组驱动的可行性

无齿轮传动的永磁同步牵引电动机(PMSM)的寿命周期费用低于有齿轮传动装置的感应电动机.然而,通常一台PMSM电机需要一台逆变器.而在市郊列车上,一台逆变器最多可向4台感应电动机供电--这是感应电动机驱动的一个费用低的优势.作为减少逆变器数量的研究,文章探讨了一台逆变器供电给两台PMSM成组传动来减少逆变器数量的可行性.     

高速铁道车辆用牵引电动机的最新技术动向

随着列车不断提速,对铁道车辆用牵引电动机提出了轻量、高功率、节能、静音性、省维修等诸多方面的要求,牵引电动机面临严峻的挑战。文章介绍了为满足上述需求,研制的最新全封闭牵引电动机的技术动向,阐述了这类电动机的结构、特征,及省维修化等方面的实例。     

基于卡尔曼滤波器的无传感器矢量控制

永磁同步电动机因具有运行性能好、功率密度和效率高等特点，在生产和理论研究中得到广泛应用。在电动机应用领域中，拖动控制系统的可靠性极其重要，无位置传感器永磁同步电动机控制是电机拖动技术领域的一个热点。本文主要研究了永磁同步电动机（IPMSM）的无速度和位置传感器矢量控制。提出了基于卡尔曼滤波器无位置传感器的永磁同步电动机的转子位置和转速估计的方法。     

市郊列车用全封闭式永磁同步电动机

风冷式感应电动机广泛用作铁道车辆的牵引电动机.但它们需要大修进行内部清洁,而且还是噪声的主要来源.为解决这些问题,建议使用全封闭式永磁同步电动机作牵引电动机,它具有与传统的风冷式感应电动机相同的功率-重量比.报告了温升试验、噪声测定和能耗计算的结果.结果表明噪声等级下降10 dB,能耗约降低10%.     

可变轨距电动车用永磁牵引电动机的开发

开发与车轮集装成一体的牵引电动机是日本作为下一代用于可变轨距电动车动力系统的目标。此型牵引电动机不要动力传动装置，体积小，重量轻，结构简单并且具有实现可变轨距电动转向架的可能性。RMT17型牵引电动机是新开发的用于高速运行试验电动车的高效率永磁同步牵引电动机。本文不仅介绍了该牵引电动机的基本结构，安装位置，技术参数及试验结果，同时还介绍了与牵引电动机相关的轴承，通风冷却系统，速度传感器，接地装置等结构。另外，还介绍了采用与车轮集装成一体的牵引电动机方式的变轨距装置和变换轨距的作用过程。     

铁道车辆用永磁同步电动机主电路系统

自21世纪00年代后半期开始,日本为进一步开展节能工作,开始在铁道车辆上采用永磁同步电动机（PMSM）,PMSM的主电路技术不仅在市郊列车,而且在高速列车和机车上推广应用。文章介绍了PMSM的优点、东芝公司研发的PMSM最新逆变器驱动技术以及PMSM主电路系统的发展动向。现车试验的测试结果显示,采用PMSM可节能20%,表明PMSM主电路系统是铁路车辆牵引的一种有效节能系统。     

地铁车辆用永磁同步牵引电动机地面试验研究

在对地铁车辆牵引系统介绍的基础上,阐述了永磁同步牵引电动机的数学模型。根据永磁同步牵引电动机的特性及地铁车辆的运行特点,在地面试验平台上实现了永磁同步牵引电动机的恒转矩、弱磁控制和高速时的带速度重新投入控制,并给出了试验结果。从系统效率的角度与异步牵引系统进行了对比,结果表明,永磁同步牵引系统效率高。地面试验为永磁同步牵引电动机在地铁车辆上的装车应用奠定了坚实的基础。     

EDM系列永磁同步电动机

ED电动机是装有永磁转子的永磁同步电动机,ED是"Eco Drive"的缩写.这种电动机的转子基本上不产生电气损耗,故电动机的总损耗减小,效率提高.采用转子内埋永久磁铁结构,有效地增大了转矩.此外,由于转子损耗小,轴承的温升也低,使得取决于润滑脂寿命的电动机密封轴承的寿命也大大延长.与通用异步电动机相比,其尺寸和重量大大减小(与同样尺寸的专用于逆变器驱动的异步电动机相比,功率约可以提高1倍).因此,ED电动机的效率比异步电动机提高了5%,轴承的寿命提高了0.5～1倍.这些特性无疑能满足一般产业应用的需要.2000年6月已开始销售6极、5.5～110kW(190/380V、1800r/min)这种型式的电机,更大功率(至500kW)的将于2001年初开始投入市场.     

“中华之星”异步牵引电动机研制

<正>“中华之星”电动军组有一关键部件,它就是牵引电动机。牵引电动机可称为高速列车的“心脏”,它将电能转换成机械转矩,并通过齿轮箱传递到车轮,产生所需的牵引力,给高速运行的列车提供强劲的动力。牵引电动机经历了3次技术迭代。第1代为直流牵引电动机;第2代为异步牵引电动机,也是目前列车电动机的主流选择;第3代则是永磁同步牵引电动机,代表着这一领域的发展方向。     

轨道车辆永磁牵引电动机控制技术综述

永磁同步电动机由于具有高效率、高功率密度、启动特性好、加速能力强及噪声低等优点，在轨道交通领域得到广泛关注，具有广阔的应用前景。针对轨道车辆永磁牵引传动系统的驱动变流器拓扑和控制技术两方面展开综述。概述永磁牵引电动机变流器拓扑及其调制策略的研究现状，分析基于两电平拓扑和三电平拓扑牵引变流器的优缺点；综述碳化硅电力电子器件在轨道车辆牵引变流系统的优势和应用现状；对永磁牵引电动机的矢量控制、直接转矩控制及模型预测控制等方法进行总结与分析；针对轨道车辆的应用特点，阐述现有永磁牵引电动机弱磁控制和无位置传感器控制方法的研究现状。最后，对永磁牵引电动机控制技术的发展趋势进行展望。