轨道交通永磁同步牵引系统的发展概况及应用挑战

永磁同步牵引系统在轨道交通领域已逐步进入到工程化和商业化应用阶段。株洲南车时代电气股份有限公司在沈阳地铁上首先实现了该系统的装车试验,对于我国轨道交通牵引系统技术的自主创新具有积极而深远的意义。文章在简要介绍国内外轨道交通永磁同步牵引系统发展技术现状的基础上,阐述了该系统的技术优势及态势,同时阐明其在轨道交通领域内的应用挑战,为该系统的发展提供一定的参考。     

轨道交通中永磁同步牵引系统的优势与挑战

在轨道交通领域,永磁同步牵引系统经历了多年发展,初步进入了商业化阶段。相比传统的感应电机作为牵引电机的传动系统,永磁同步牵引系统能耗更低;电机功率密度更高,可以在功率较低的场合实现直驱;电机可设计成全密封结构,噪声可明显降低。同时,永磁同步牵引系统也具备一些缺点和特殊性,例如永磁体的失磁风险;牵引系统复杂性较高;控制和故障保护上有特殊性;永磁同步电机制造难度和成本较高等。这些问题都需要引起足够重视和深入研究,才能促进永磁同步牵引系统的成熟和应用。最后展望了永磁同步牵引系统在轨道交通领域中的应用前景:虽然无法取代异步电机牵引系统,但永磁同步牵引系统将以其鲜明的优点,在多元化用户需求和细分市场中占得一席之地。     

地铁永磁同步牵引系统节能技术研究

阐述了永磁同步牵引系统的技术特点和应用现状,以长沙地铁1号线为例进行了永磁同步牵引系统能耗的线路仿真并介绍了现场节能测试情况,针对效率和能耗与异步牵引系统进行了详细的对比与分析,永磁牵引系统综合节能率为6.6%～36.9%,因此,我国应当积极推广永磁同步牵引系统在轨道交通领域的应用。     

中国首列永磁高速动车组顺利通过评审

<正>近日,由株洲南车时代电气股份公司研制的第三代"高铁动力"——高速列车永磁同步牵引系统成功完成"首秀",并顺利通过铁总评审,即将开始整车型式试验与运行考核。这首列永磁高速动车组成功"首秀",标志着我国成为世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家之一。高速动车组永磁牵引系统项目是国家863项目子课题,该牵引系统被誉为下一代轨道交通牵引传动系统。这"首秀"动车组是国内首列基于永磁同步电机的高速动车组,代表着目前国内轨道交通永磁牵引系统领域的最高水平。     

深圳地铁永磁同步牵引系统研究分析

牵引传动系统是轨道交通车辆装备实现机电能量转换的“心脏”单元,其性能在某种程度上决定轨道交通车辆的动力品质、能耗和控制特性,是轨道交通车辆节能升级的关键系统。而永磁同步牵引系统以其高效率、高可靠性和低能耗的优势特点,受到轨道交通行业的密切关注。文章阐述深圳地铁10号线永磁同步牵引系统批量装车概况,重点分析永磁同步牵引系统组成及优势,指出推广应用永磁同步牵引系统的经济和社会效益显著。     

轨道交通永磁同步牵引系统研究

由于体积小、重量轻、效率高、功率密度高的特点,永磁同步电机近年来受到轨道交通行业的密切关注。阐述了永磁同步电机的发展概况、优点及其结构,并从实现轨道交通直接传动和直接替换现有异步牵引系统两方面阐述了目前永磁同步牵引系统的研究概况,同时介绍了南车株洲电力机车研究所有限公司在永磁同步牵引系统所开展的工作。综合技术趋势和工程化,从系统设计策略、主电路结构、永磁同步电机、控制策略以及运营维护等方面对永磁同步牵引系统进行了具体的分析,为永磁同步牵引系统的研究应用提供参考,以积极推动我国永磁同步牵引系统的技术发展。     

中国自主研发世界最先进的永磁牵引系统

<正>历时11年,累计1 000万次试验,积累150 G数据,耗资1亿元,中国中车旗下株洲电力机车研究所有限公司(下称"株洲所")攻克了第三代轨道交通牵引技术,即永磁同步电机牵引系统(下称"永磁牵引系统"),掌握完全自主知识产权,成为中国高铁制胜市场的一大战略利器。世界轨道交通车辆牵引系统的第一代是直流电机牵引系统,第二代是起步于20世纪70年代的交流异步电机牵引系     

前言

正随着我国轨道交通网络建设规模与运营里程的快速增长,轨道交通系统能耗已成了影响运营成本、决定是否可持续发展的重要因素。在国家"十二五"规划中对节能减排、环境保护做了非常严格的规定,轨道交通作为能耗大户,责无旁贷,必须考虑节能减排的措施和方法。牵引系统是轨道交通车辆的机电能量转换单元,其性能在某种程度上决定了轨道交通车辆的动力品质、能耗、控制特性与安全性,因而是轨道交通车辆节能升级的关键。具有高效率、高功率密度的永磁同步牵引系统是近年来国际上正在积极研究、探索的新方向,在经过了样机开发、线路试验的历程后,永磁同步牵引系统正逐步     

大功率永磁直驱系统技术研究及应用

文章重点从直驱驱动结构和直驱永磁同步电机两个方面对永磁直驱系统进行了研究,首次实现了在电力机车上的装车应用,并进行了牵引系统的地面试验和整车滚动试验台试验,试验表明了系统在高效、节能等方面的优越性。通过本项目的实施,为永磁直驱技术的研究应用提供参考,积极推动永磁直驱系统在我国轨道交通领域的技术发展。     

有机硅绝缘系统在永磁同步牵引电机上的应用研究

为研究有机硅绝缘系统在永磁牵引电机上的适用性,采用加速老化来计算有机硅绝缘系统寿命,并在永磁牵引电机上进行应用研究。结果表明:有机硅绝缘系统具备优异的耐热性和稳定性,在220℃温度下长期运行不低于20 000 h,能够满足轨道交通永磁牵引电机的需求。     

轨道交通牵引系统新技术应用综述

对轨道交通领域中牵引系统的新技术应用进行总结。对碳化硅器件应用、永磁同步电机技术、电力电子变压器、中频辅助控制器和无速度传感器技术进行分析和归纳,分析目前国内外牵引系统供应商在这些技术方面的应用现状,总结各类新技术面临的挑战和技术难点,为牵引系统的轻量化、小型化和智能化设计提供参考。     

永磁同步传动系统的应用概况

概述了永磁材料的发展概况以及永磁同步电机的特点。永磁同步电机以其体积小、重量轻、功率密度高等特点在交流传动系统得到了越来越广泛的关注,应用领域不断扩大。文章介绍了永磁同步电机在轨道交通牵引系统、钻机顶部驱动系统、流程工业传动系统及船舶推进系统中的应用状况。     

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。     

永磁同步电机无位置传感器控制技术在天津地铁的应用研究

介绍了轨道交通领域永磁牵引系统采用无位置传感器控制技术的必要性,概述了基于永磁电机电磁关系的位置估计方法,对比了有位置传感器与无位置传感器控制技术下的性能指标。数据证明,无位置传感器技术可以完全替代有位置传感器。地面试验和装车试验表明,无位置传感器控制技术能完全满足地铁运行需求。     

城市轨道交通永磁同步牵引系统

正永磁同步电机以其高效率、高功率密度、强过载能力等优点受到轨道交通牵引系统研发人员的高度重视。德国、法国和日本等轨道交通装备制造强国纷纷开展永磁同步牵引系统的研制,大多完成了样机试制、线路试验考核,正逐步进入工程化和商业化的推广应用阶段。我国已经进入城市轨道交通建设的高速发展时期,建立绿色城市交通系统是未来城市轨道交通的发展方向之一。株洲南车时代电气股份有限公司作为国内领先的车载电气系统集成     

中国首列“永磁地铁”通过载客运营考核评审

<正>近日,由中车时代电气提供核心系统的国内首列"永磁地铁"载客运营考核评审会在长沙举行。评审专家一致认为,在6万km的载客运营考核中,永磁牵引系统运行稳定可靠,已完全具备后续持续投入载客运营的能力。此举意味着中国"永磁地铁"将推动中国城市轨道交通全面进入绿色、节能的"永磁牵引时代"。此列"永磁地铁"是国内首个整列车装载永磁牵引系统的列车,由长沙市轨道交通集团、中车株机和中车     

基于永磁电机的高速动车组牵引变流器的研制

基于永磁电机牵引系统的特点,从系统、主电路、故障保护、结构、散热等方面对基于永磁电机的高速动车组牵引变流器进行研究和分析。试验及实际装车应用表明,牵引变流器能够满足基于永磁电机的动车组牵引系统应用需求,可供后续永磁同步牵引系统技术在相关领域的应用参考。     

永磁同步电机牵引系统在成都地铁上的应用优化方案研究

介绍了城市轨道交通行业的节能需求和成都地铁的发展概况,以成都地铁10号线为例阐述了永磁同步电机牵引系统在地铁领域应用的优化设计方案,并分析了永磁同步电机牵引系统在成都地铁的节能经济效益预期。根据仿真计算得出:再生能量充分回馈条件下,永磁牵引列车节能率可达25%～28%。     

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。     

我国铁路机车/动车组牵引技术现状及展望

介绍了我国铁路机车、动车组牵引技术现状,分析了目前成熟运用的牵引系统技术特点,受限于IGBT器件和异步电机固有特点,传统牵引系统在轻量化及节能性能上提升空间不大。文中展望了碳化硅器件、永磁电机、电力电子变压器、无速度传感器控制等牵引前沿技术在轨道交通的运用,并对其优点、运用现状、技术实现难点进行了总结,为牵引技术发展方向提供参考。