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永磁直驱牵引系统开启电力机车绿色革命

来源: 2019-01-02

11月1日,装配中车永济电机公司自主研发的永磁直驱牵引系统电力机车在山西大同正式下线,这是我国首台采用永磁直驱技术的大功率交流传动电力机车。由中车永济电机公司研制的永磁直驱牵引系统作为新一代技术,更加高效、节能,为轨道交通的发展带来了革命性的变革。

一直以来,永磁同步电机以其高功率密度、高功率因数、高过载能力等优点使得永磁系统研发成为新一代轨道交通装备研究趋势。此次永磁直驱牵引系统首次在大功率交流传动电力机车上实现应用具有里程碑式的意义。该系统采用永磁同步电机直接驱动轮对技术,取消齿轮箱,该传动方式具有结构简单、传动效率高、绿色节能等优点,是下一代牵引传动系统的发展方向。

中车永济电机公司自2006年开始永磁牵引系统的研发,在电力机车、动车、城市轨道交通及风力发电等领域取得了重大技术突破并实现批量应用,积累了大量研发经验及运行数据。直驱永磁电传动系统的研发工作自2014年开始,历时五年时间,利用先进的半实物仿真平台重点研究直驱永磁系统关键技术,攻克了大功率永磁电机电磁设计、冷却技术、直驱永磁电机低速大扭矩及高速弱磁控制等一系列核心技术难题;同时在全功率试验平台上,对直驱永磁系统的可靠性进行了充分试验验证,对行业内专家关心的永磁电机失磁、永磁体反电势等问题进行了充分研究试验,实现了永磁直驱系统的高可靠性和稳定性。

在此基础上,中车永济电机公司研制了装用电力机车的大功率永磁直驱电传动系统,总功率为7200KW,采用6台永磁直驱牵引电机及两台牵引变流器。各项试验数据显示,机车效率整体提升3%以上,这对于现在已经非常成熟的机车研制技术,无疑是一次技术的飞跃。

与此同时,永磁直驱牵引系统取消了传统的传动齿轮箱,结构简单,不仅有效降低了机械能耗损失,消除了齿轮箱运行尤其是高速运行时带来很大的噪声,提高了运行的舒适性,避免了由于齿轮油泄露以及废油、废件回收导致的环境污染,更重要的是,还将使永磁直驱牵引系统部件维护周期长达200万公里左右,降低了全寿命周期成本,为用户节省大量维保费用,产品综合经济效益优势显著。