轨道交通永磁同步牵引系统研究.pdf

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1、2010年第5期机　　车　　电　　传　　动№5,20102010年9月10日ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESSep.10,2010论轨道交通永磁同步牵引系统研究坛冯江华专栏（南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001）作者简介：冯江华（1964-），摘要：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男，博士，高级工程师（教授级），长期从事牵引传动通行业的密切关注。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与控制的研究。直接替换现有

2、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。关键词：轨道交通；永磁同步牵引电机；永磁同步牵引系统中图分类号：U260；U266.2；TM34文献标识码：A文章编号：1000-128X(2010)05-0015-07Studyonthe

3、PermanentMagnetSynchronousMotorDriveSystemofRollingStockFENGJiang-hua(CSRZhuzhouInstituteCo.,Ltd.,Zhuzhou,Hunan412001,China)Abstract:Thepermanentmagnetsynchronoustractiontechnologyhadbeendrawncloselyattentioninrollingstockindustryforitscharacteristics,suchaslowv

4、olume,lightweight,highefficiencyandhighpowerdensity.Thepaperintroducedthedevelopmentoverview,advantagesandstructureofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM).TheresearchoverviewofPMSMtractionsystemhadbeenintroducedfromdirectdriveanddirectlyreplacingtheexistinginduc

5、tionmotortractionsystem.TheworkPMSMtractionsystemdidbyCSRZhuzhouInstituteCo.,Ltd.hadbeenintroduced.ThepaperintroducedthePMSMtractionsystemfromsystemdesignmethod,maincircuitstructure,PMSM,controlmethodandoperationandmaintenance,whichprovidesreferencefortheapplica

6、tionofPMSMtractionsystemandactivelypromotethedevelopmentofPMSMtractionsysteminourcountry.Keywords:rollingstock;permanentmagnetsynchronoustractionmotor;permanentmagnetsynchronoustractionsystem0引言研制永磁同步电机牵引传动系统。永磁同步电机和现代电力电子技术、控制理论相结合，对轨道交通牵引目前欧洲、日本等均把“绿色”即节能环保作为其

7、技术的创新而言将是一场革命。未来技术升级与突破的核心之一。我国幅员辽阔，拥有世界上品类最齐全（从普速到高速、从快运到重载、从1永磁同步电机城轨到城际等）、技术最先进（运营速度、装备可用率、1.1永磁同步电机的发展概况装备负荷率等）的轨道交通网，因而轨道交通车辆的节19世纪20年代，世界上第1台电机就是永磁体励磁能降耗对于我国尤为重要。电机。但当时使用天然永磁材料，磁能积低，电机体积庞牵引传动系统是轨道交通车辆装备的实现机电能大，不久就被电励磁电机所取代。20世纪30年代出现的铝量转换的“心脏”单元，其性能在某种程度上决

8、定了轨镍钴永磁材料和50年代出现的铁氧体永磁材料，磁性能道交通车辆的动力品质、能耗和控制特性，因而是轨有了很大的提高，从而带动永磁电机突破性的发展。道交通车辆节能升级的关键。永磁同步电机具有能量永磁电机的发展与永磁材料工业的发展密切相关。密度高、过载能力强等优点，德、日、法等国正在积极1983年，日本住友株式会社制成钕铁硼稀土永磁