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在铁路机车中的应用

在介绍永磁同步牵引电机特点及其在铁路机车中应用现状的基础上,重点探讨了永磁同步牵引电机的关键技术,并展望了其在铁路机车应用中的发展趋势,以积极推动我国永磁同步牵引电机的技术发展.     

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.     

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。     

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。     

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。     

铁道车辆牵引电动机的技术动向

通过对铁道车辆用牵引电机功率电子技术等的革新,实现了小型、轻量、高功率化。并且,替代直流电机的感应电机,已广泛用于电动车（地面上）、通勤电动车直至新干线车辆、机车等所有铁道车辆上,成为技术成熟的牵引动力系统。今后,感应电机仍将属于主流牵引电机。而近年来,对新一代牵引电机提出了更高要求,如高速化（电机的小型、轻量、高功率...     

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。     

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.     

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%.     

新型永磁同步电动机离线电感测量方法

提出了一种永磁同步电动机电感离线测量新方法,通过对电机电压、电流和转子位置进行同步实时采样,并将所采集的电压和电流信息进行傅立叶变换,提取其基波信息;利用永磁同步电机电压稳态数学模型推导出电机电感计算公式,并利用Matlab软件离线计算电感,将电感计算值代入转矩方程计算。通过转矩计算值与实际测量值的比较,验证了本方案的有效性。     

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。     

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。     

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。     

电动汽车用永磁同步牵引电动机设计

从电动汽车对牵引电机的要求、电机磁路结构、主要参数的选取等方面介绍了永磁同步牵引电动机的设计方法.样机试验结果证明了设计方法的正确性.     

永磁同步传动的城市轨道交通新型车辆

车辆是城市轨道交通系统中重要的机电一体化技术装备,涉及到机械、电气、计算机技术、声学、光学及材料学等技术领域.作为汇集现代高新技术的轨道车辆,在分享世界科学技术进步的成果中不断进步.     

全封闭永磁同步电机的开发

本文介绍了用于下一代郊区列车的235kw全封闭永磁同步电动机的开发情况。该电动机采用了1种新颖的冷却结构,其效果在温升试验中得到了验证。为增加扭矩磁阻,它优化了内部永磁结构,以降低最大电流。试验结果和计算值表明,这种新型电机能减少列车12％的能耗和降低7dB的噪音。     

永磁同步牵引电动机温度场仿真分析

以一台永磁同步牵引电动机为例,根据其通风结构和传热特点,基于流体力学与传热学的基本原理,建立了电机流-固耦合的1/4物理模型。采用有限体积法对电机内部稳态温度场进行了仿真计算,并结合试验数据,对该电机的通风冷却结构进行了改进。电机温度场仿真结果和温升数值符合设计要求,温升试验数据验证了仿真计算结果的准确性,为该类型电机通风冷却结构的设计和温升计算提供了理论依据。     

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。