大功率永磁直驱电力机车牵引电机关键技术研究

大功率永磁同步直驱电机首次在电力机车上使用,虽然相比传统的异步电机有很多优点,但同时其设计难度也非常大,因此重点介绍大功率永磁直驱电机内部结构、风路结构,和其所使用的永磁材料,再从其电磁设计难点方面进行了重点分析,并对其关键温升试验进行了仿真介绍和实际试验结果,通过温升结果发现其电机设计缺陷,并给出了相应的改造方案使之满足设计要求,同时给出了永磁电机相关试验数据验证了其优势性。     

大功率永磁直驱电力机车牵引电机散热研究

文章介绍了大功率永磁直驱电力机车牵引电机直驱传动结构和电机风路结构设计,对永磁电机散热仿真和温升试验进行对比分析,在有无联轴器的试验条件下对电机进行温升试验,以证明联轴器传动结构对电机散热具有向好改善;重点对试验中轴承温升偏高的问题进行研究和试验验证,开展不同转速和有无联轴器条件下电机温升试验,经过分析研究给出电机轴承温升与转子永磁体发热的关系;通过转子永磁体磁钢分段技术减少转子磁损耗,经过理论分析和试验证明磁钢分段电机轴承温升比非磁钢分段电机明显下降。通过对永磁直驱电机散热技术研究,证明大功率永磁直驱电力机车电机转子采用磁钢分段技术能够有效降低电机损耗,采用直驱电机连接联轴器传递结构可进一步降低电机温升,为后续轨道交通行业大功率永磁直驱电机散热设计和大功率永磁直驱技术的可靠应用奠定基础,提供有益的设计经验。     

用于大功率永磁直驱电力机车驱动系统的PHM系统研究

大功率永磁直驱电力机车在线路运用考核期间需利用PHM系统跟踪驱动系统的过程数据,通过PHM系统可持续监测永磁电动机轴承温升、振动及转向架关键部件振动、位移、应力情况,深入分析永磁直驱系统的特点,充分验证大功率永磁直驱系统的可靠性,为后续大功率永磁直驱技术的推广应用提供技术数据和依据。文章介绍了用于实时监测大功率永磁直驱电力机车驱动系统的PHM系统的基本方案、系统组成和试验验证等。     

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。     

永磁直驱电力机车司机操纵台技术研究

以中车大同公司首台永磁直驱电力机车司机操纵台为例,分析对比传统布线、组装工艺,结合三维布线技术,开发出一套新型预布线、组装工艺,缩短操纵台的研发、试制周期,改善工艺流程,达到提质增效的目的。实践证明,新型预布线、组装工艺大幅缩短操纵台的试制周期,为推广至机车其他屏柜,乃至其他车型提供了有力的支撑。     

地铁永磁直驱牵引系统设计方法

介绍了地铁永磁直驱牵引系统设计的核心问题,从主电路拓扑、牵引/电制动特性、稳态短路电流、空载反电势、电机额定功率与冷却方式6个方面详细分析并阐述了永磁直驱牵引系统的设计方法,最后分析了国外地铁永磁直驱牵引系统典型应用案例。     

大功率永磁直驱客运机车的研制

为适应未来铁路市场的需求,实现机车车辆关键技术的提升,对大功率永磁直驱技术进行了研究,开展样机设计和研制。通过永磁直驱系统、适应永磁直驱技术的变流系统、应对反电势、应对电机失磁等关键技术的深入研究,完成了大功率永磁直驱客运机车的研制。该大功率永磁直驱客运机车具有传动效率高、全寿命周期成本低、检修维护工作量小、环保等特点。     

大功率永磁直驱机车反电势的研究

以大功率永磁直驱机车反电势为研究对象,从永磁直驱电传动系统介绍入手,详细阐述了电机最大反电势产生、选取原则及反电势对整车电器件的影响,再详细分析反电势的应对措施并重点分析了电机侧隔离接触器的控制策略,并深入研究机车失控状况下电机反电势对整车电传动系统的影响。     

永磁直驱电力机车悬挂装置及螺栓强度计算

以永磁直驱电力机车转向架驱动单元悬挂装置为研究对象,采用有限元分析法对悬挂装置结构进行了强度分析,并从悬挂装置模型上截取螺栓所在区域建立子模型,重点对螺栓进行了静强度和疲劳强度计算,其计算结果均满足设计要求。     

不同永磁电机对轨道交通直驱永磁牵引控制系统的影响

为深入研究不同永磁体对大功率直驱永磁牵引控制系统控制特性的影响,设计了钐钴和钕铁硼两种永磁电机.讨论了这两种永磁电机的特性及基本控制策略,在此基础上对两种永磁电机进行了分析,通过联调试验验证了该系统的稳定性和可靠性.     

永磁直驱货运电力机车构架强度分析及结构优化

按照标准EN 13749-2011:《铁路设施—轮组和转向架—转向架结构要求的规定方法》,通过有限元分析方法对永磁直驱货运电力机车转向架构架进行了强度校核及模态分析,并且优化了构架牵引梁结构;分析结果表明,该机车转向架构架强度指标满足标准要求,构架模态振型合格,动态性能较好。     

地铁永磁直驱牵引系统优化策略与仿真分析

分析了影响永磁直驱牵引电机重量的关键因素,提出了降低直驱电机重量的系统优化方案,以国内某地铁线路为应用目标进行了仿真计算和对比分析,总结得出了地铁永磁直驱牵引系统的优化策略。     

国内首套地铁永磁直驱牵引系统通过装车试验考核

<正>2016年3月,由株洲中车时代电气有限公司研制的地铁永磁直驱牵引系统顺利通过装车试验考核。相比传统异步电机牵引系统,实测节能超过15%,充分体现了永磁直驱牵引系统的技术优势。永磁直驱牵引系统取消了传动齿轮箱,无传动损耗,降低了机械噪声。此次地铁永磁直驱牵引系统装车试验在20多天的时间内先后完成了列车AW0与AW3 2种载荷下的动力性能试验、永磁直驱电机无位置传感控制试验、粘着利用控制试     

大功率永磁直驱技术优势及技术难点的深入研究

大功率永磁直驱驱动技术是继交流传动技术替代直流传动技术后又一新的重大技术跨越。文中对永磁直驱技术优势进行了分析,对国际同类技术发展现状进行了介绍,对直接驱动轮对技术、大功率永磁电机和永磁变流控制技术的技术难点进行了深入研究并提出解决方案,对永磁直驱技术的技术风险进行了阐述。     

采用永磁直驱技术的客运电力机车轮对设计分析

介绍了国内外永磁直驱技术的发展现状,以中车大同电力机车有限公司研发的采用永磁直驱技术大功率客运电力机车轮对为分析对象,着重从轮对的结构特点、车轮和车轴结构设计、材料选择及强度校核分析进行了阐述,提出了轮对设计理念和思路,总结了车轮和车轴的计算参数、计算方法、各受力工况的荷载情况及强度校核结果,说明了需重点关注部位及注意...     

地铁车辆用永磁直驱同步牵引电动机冷却结构设计

针对永磁直驱电机体积小、转矩密度高、损耗密度大、散热困难的问题,基于190 k W的地铁车辆用永磁直驱同步牵引电动机,在四角冷却结构的基础上设计了3种往返式循环水路结构,对3种冷却水路结构进行流体场计算,选取最优方案进行温度场分析,制造了一台功能样机进行试验验证,试验结果与计算结果相吻合,且温升合理,电机稳定可靠运行。     

地铁车辆用永磁直驱同步牵引电动机的热分析

随着永磁牵引系统的发展,对电机提出了高功率密度、高转矩密度的要求,热分析在电机设计过程中变得越来越重要。文章以某地铁车辆用永磁直驱同步牵引电动机为例,基于热分析的设计方法提出了设计过程中主要考虑的项点、冷却方式的选择、水冷机座设计的关键参数,并对比了三维仿真结果及试验数据。对比结果表明,定子温度的仿真值与试验数据一致性较好,提出的设计方法可以为永磁直驱同步牵引电动机设计提供参考。     

永磁直驱牵引电机磁钢分段对轴承温升的影响

电机的轴承温升对电机性能和寿命具有较大影响,因此降低轴承温升具有重大意义。针对轨道交通用永磁直驱牵引电机轴承温升超限问题,通过分析比较,选择采用磁钢分段技术降低温升。对磁钢分段影响转子损耗的机理进行研究,采用有限元软件仿真分析了磁钢分段数对转子涡流损耗的影响规律,结合制造工艺确定了磁钢分段数量。最后对磁钢分段前后的样机进行长时温升试验,验证了磁钢分段技术的降温效果和磁钢分段数量的合理性。该技术的成功应用推动了项目进展,对后续永磁电机类似问题的研究具有重要借鉴意义。     

地铁永磁直驱牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真研究

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,并通过对比仿真结果与地面联调试验数据进行验模,仿真结果与设计目标转矩的相对误差满足±5%的要求;然后联合车辆动力学模型,搭建牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真平台,通过牵引传动模型对车辆动力学模型施加电机转矩,并将车辆运行速度反馈给牵引传动模型,实现牵引传动和动力学的动态协同仿真。结果表明,车辆动力学响应可反映电机转矩脉动的影响,计算结果的频率成分更加丰富,更加符合真实情况,与单学科仿真相比更加具有优势。     

铁路牵引用直驱式永磁同步电动机的无位置传感器控制

提出了一种表面式永磁同步电动机无位置传感器的控制方法,适用于要求逆变器利用率高且开关频率低等限制条件的大功率牵引驱动系统.采用含电机电压模型和电机电感模型的观测器,在低速时注入测试信号,可以得到位置和速度信号.阐述了基本估计方法的改进.在实验室用28 kW标准伺服电机成功地验证了该方法.