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。     

B型地铁车辆永磁直驱转向架的研制及性能分析

永磁直驱转向架采用永磁电机同步抱轴安装方式直接驱动车轴。因永磁同步电机具有高效、节能、环保的特点,永磁直驱方式避免了齿轮传动的效率损失,节约了齿轮箱空间,减小了车辆轴距。针对B型地铁车辆的实际运用要求,研制了80 km/h速度级B型地铁车辆的永磁直驱转向架。试验表明：与装用异步牵引系统的列车相比,装用永磁直驱转向架的列车的牵引效率可提高约5%,能耗降幅可达20%～30%,且脱轨系数、轮重减振率、轮轴横向力和垂直平稳性等动力学指标更优。     

架悬式永磁直驱转向架的动力学性能研究

文中介绍了低轮轨动作用力的架悬式永磁转向架技术方案，结合架悬式永磁直驱转向架结构和B型地铁线路特点，建立了非线性驱动装置系统和整车动力学计算模型，进行了电机吊挂参数对车辆动力学性能影响规律研究，优化了能满足速度80 km/h B型地铁运营要求的电机吊挂参数，对车辆动力学性能进行了各工况下的仿真校核分析，同时利用线路动力学试验，验证了架悬式永磁转向架的动力学性能符合标准要求。研究结果表明：装用架悬式永磁直驱转向架的速度80 km/h B型地铁宜采用较大刚度的电机吊挂参数，车辆具有较高的临界速度，平稳性、安全性和柔度系数均满足标准要求，车辆刚性自振频率无耦合，架悬式永磁直驱转向架动力学性能达到运营要求。     

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     

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。     

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。     

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。     

地铁直线电机车辆曲线通过仿真

为了研究地铁直线电机车辆的曲线通过性能,建立了直线感应电机的电磁力学模型,在此基础上建立了地铁直线电机车辆机电耦合系统动力学模型,并将其与传统地铁车辆的动车和拖车进行对比研究.仿真结果表明:所建立的直线电机力学模型,可以满足动力学仿真的实时性要求;线路参数和行车速度与车辆曲线通过动力特性密切相关;地铁直线电机车辆和传统...     

中国首台永磁直驱转向架装车试验成功

<正>9月7日,由中车青岛四方机车车辆股份有限公司自主研制的国内首台地铁车辆永磁直驱转向架装车试验成功,填补了国内在直驱转向架技术领域的空白。该永磁直驱转向架采用先进的永磁直驱技术,比传统转向架节能达15%,噪声降低了10 d B。传统转向架由电机牵引,通过齿轮传动装置驱动,而永磁直驱转向架是将永磁直驱电机整体安装在轮轴上直接驱动轮对,省去了中间的齿轮传动环节,具有结构简单、高效节能、运行可靠、噪声低等显著优点,     

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。     

高速动车组在直接转矩控制下的机电耦合模型

从牵引角度对高速动车组车辆动力学性能开展多学科研究,建立牵引系统在直接转矩控制(Direct torque control)下动车组运行的机械电气耦合模型。建立动车组的车辆动力学Simpack模型和牵引传动系统的直接转矩控制Matlab/Simulink仿真模型,通过接口模块将2个系统连接起来,从而实现机械电气系统耦合,并且给出仿真算例。研究结果表明:该模型能有效地揭示动车组运行中的机械与电气特征变化情况。     

永磁同步直驱电机悬挂模式研究

为了研究由永磁同步直驱电机不同悬挂模式引起的驱动系统质量分布差异以及车辆运行速度等级对轮轨垂向作用力的影响,利用非线性有限元分析软件Ls-dyna建立了轨道交通车辆车轮-轨道耦合系统的冲击力学分析模型,就永磁同步电机架悬直驱和轴悬直驱2种技术模式进行了优劣性分析。结果表明:当车辆运行速度较低时,轴悬直驱可作为永磁电机悬挂方案;当车辆运行速度较高时,应选择架悬直驱作为永磁电机悬挂方案。     

基于DC 750V供电的地铁永磁牵引电机设计

目前在地铁车辆领域主要存在2种供电电压,不同供电电压对电机设计的要求不同,以一台DC750 V供电的地铁永磁牵引电机为例,对其进行关键技术研究,并介绍电机的主要参数与结构,同时进行试验验证。仿真和试验结果证明,该永磁牵引电机性能优越,电机满足装车应用需求。     

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。     

地铁异步电机间接定子量控制策略研究

异步电机间接定子量控制通过对定子磁链的跟踪实现转矩控制,有效解决了直接转矩控制在低速范围内转矩脉动大、控制特性差的缺点。利用小信号分析法建立间接定子量控制策略近似线性化等效模型,进而给出电机转矩以及定子磁链PI调节器参数整定方法;结合地铁车辆牵引传动系统直流侧输入滤波器模型,根据奈奎斯特对数频率稳定判据着重对车辆运行过程中直流侧滤波器-牵引变流器-异步电机系统的稳定性进行了分析,并在此基础上提出了一种通过在线修正电机输出转矩给定值,获得理想牵引变流器-异步电机等效输入导纳,最终抑制系统直流侧振荡的主动稳定控制器。模型仿真结果验证了所述理论的正确性和有效性。     

轨道不平顺对直线电机轨道交通系统动力特性的影响

针对广州直线电机地铁轨道结构形式,利用耦合动力学理论和有限元方法,建立较为完整的直线电机轨道交通系统车辆板式轨道空间耦合动力学模型,通过动力仿真计算,研究轨道不平顺对直线电机轨道交通系统动力特性的影响。     

地铁车辆关键技术现状与发展趋势

随着时代的发展,越来越多的新技术被应用于地铁,从新材料车体、新型转向架、弹性车轮、主动径向系统、永磁直驱电机、主动悬挂系统等方面介绍了地铁车辆关键技术的研究现状和未来发展趋势,以期对我国地铁车辆技术的发展提供一定参考。     

直线电机地铁车辆铝基复合材料制动盘动力学性能分析

利用多体动力学软件建立了直线电机地铁车辆动力学模型,采用Simpack和Simulink联合仿真的方法,考虑实际作用在车辆上的牵引力、制动力和电磁力,以工程实际需要为背景,对比分析了该地铁车辆将铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后,在惰行、牵引、制动工况运行时的电机气隙、电机和轴箱振动以及各项动力学指标.研究结果表明...     

城轨牵引电机温度实时辨识方法研究

面向城轨牵引系统中无速度传感器、无温度传感器的异步电机,为实现对其温度监测及过温预警、保护的功能,提出一种与电机控制策略相结合的多模式电机温度实时辨识方法。当牵引变流器处于激活状态时,根据矢量相角跟随器输出的补偿频率或者转矩电流分量调节器输出的补偿频率实时修正电机转子电阻阻值,从而利用阻值与温度之间的关系间接辨识电机温度;当牵引变流器处于封锁状态时,根据异步电机等效热模型完成对电机温度的直接调节。最终通过半实物仿真平台及车辆运行实验证明该温度辨识方法的有效性。     

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。