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。     

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。     

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。     

国内首列100%低地板车辆用轮边直驱永磁电机研制成功

<正>近日,由中车株洲电力机车研究所有限公司(简称中车株洲所)研制的首列氢能源试验车100%低地板轮边直驱用永磁同步牵引电动机通过了系统调试以及温升试验,标志着国内首款商业应用的100%低地板车辆用轮边直驱永磁同步牵引电动机研制成功。100%低地板车辆用轮边直驱永磁同步牵引电动机,     

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。     

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。     

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。     

高速动车组永磁牵引电动机研制

高速动车组对其牵引电机效率、功率密度等性能以及可靠性有苛刻的要求,而传统异步牵引电机性能提升空间较小,很难满足新一代高速铁路牵引系统的需求,因此提出研制高速动车组永磁牵引电动机来提高牵引电机的性能及可靠性。根据高速动车组永磁牵引电动机的技术特点及主要技术参数,通过磁路结构设计、抗失磁分析、轻量化设计及热管理优化,设计并制造了一台永磁牵引电动机。样机试验结果满足电动机技术条件的要求。高速动车组永磁牵引电动机研制的方法可为后续研究提供坚实的理论依据及实践经验。     

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。     

基于热网络的全封闭风冷永磁电机温升分析

全封闭风冷永磁牵引电动机功率密度高、内部散热条件恶劣,对电机热设计和温升控制提出了较高要求。研究了热网络方法在电机温升分析中的应用,对一款全封闭风冷永磁电机构建热网络模型,并基于MATLAB/SIMULINK平台编程计算热网络参数,实现了对电机内部温升计算和热分析的快速响应。与试验结果对比发现,热网络方法温升计算结果具有较高准确性,能满足电机工程设计需要,对电机热设计具有工程指导意义。     

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     

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.     

沈阳地铁二号线车辆永磁同步牵引系统

阐述了采用永磁同步牵引系统的沈阳地铁二号线第20列车M车的主电路方案及永磁同步牵引电动机的技术特点、参数,并就该电机损耗、温升等试验结果与异步牵引系统进行了对比。对对永磁同步牵引系统进行了线路型式试验和空载运行考核,系统系统状态良好。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。