匯川經(jīng)緯軌道全新一代永磁同步牽引系統(tǒng)解決方案

依托蘇州地鐵3號(hào)線項(xiàng)目，匯川經(jīng)緯軌道研發(fā)的全新一代永磁同步牽引系統(tǒng)，已在蘇州市軌道交通3號(hào)線0345車運(yùn)營(yíng)超過(guò)9萬(wàn)公里，經(jīng)過(guò)一年多的節(jié)能驗(yàn)證試驗(yàn)，0345車綜合節(jié)能率達(dá)16%~20%，如果蘇州3號(hào)線全線(全長(zhǎng)45.2千米)裝備此牽引系統(tǒng)，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約電費(fèi)500萬(wàn)元，按地鐵列車30年設(shè)計(jì)壽命計(jì)算，可節(jié)約電費(fèi)1.5億元。隨著載客量上升并配備地面能饋裝置，預(yù)計(jì)綜合節(jié)能率可達(dá)30%。

2021年11月，工信部、市場(chǎng)監(jiān)管總局聯(lián)合印發(fā)《電機(jī)能效提升計(jì)劃(2021-2023年)》。電機(jī)永磁化符合電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效率的需求，在軌道交通領(lǐng)域，推廣永磁電機(jī)牽引系統(tǒng)，不斷提升電機(jī)系統(tǒng)能效，可以支撐軌道交通行業(yè)節(jié)能提效，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。

地鐵作為交通工具，已經(jīng)近160年的歷史了，其牽引技術(shù)也在不斷變革，第一代牽引系統(tǒng)是直流電機(jī)牽引系統(tǒng);第二代牽引系統(tǒng)是異步電機(jī)牽引系統(tǒng)，也是目前主流采用的牽引系統(tǒng);永磁牽引系統(tǒng)目前被業(yè)界公認(rèn)為是軌道交通車輛牽引系統(tǒng)下一代新技術(shù)的發(fā)展方向。

永磁電機(jī)是一種轉(zhuǎn)子自帶永磁體的電動(dòng)機(jī)。具有運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，屬于超高效電機(jī)。相較于異步電機(jī)牽引系統(tǒng)，永磁牽引系統(tǒng)效率高，能耗低，節(jié)能效果更為明顯，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

匯川經(jīng)緯軌道全新一代永磁同步牽引系統(tǒng)，包括高效混合磁阻牽引電機(jī)、牽引變流器、制動(dòng)電阻等，裝備此系統(tǒng)的列車相較于異步電機(jī)牽引系統(tǒng)，牽引時(shí)消耗能量更少，電制動(dòng)時(shí)反饋能量更多。其中高效混合磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、體積小、重量輕、損耗低、效率高、電動(dòng)機(jī)的外型和尺寸可以靈活多變等顯著特點(diǎn)。

如果全線采用永磁牽引系統(tǒng)，將大大降低蘇州地鐵3號(hào)線的運(yùn)營(yíng)成本

隨著軌道交通行業(yè)雙碳戰(zhàn)略的推進(jìn)實(shí)施，對(duì)列車節(jié)能要求越來(lái)越高，牽引電機(jī)未來(lái)將走向永磁化、數(shù)字化和集成化。目前稀土永磁電機(jī)在軌道交通行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用比例還很低，節(jié)能潛在空間巨大。

強(qiáng)大的研發(fā)平臺(tái)，匯川永磁電機(jī)技術(shù)

作為電機(jī)的資深高端玩家，匯川技術(shù)專注于伺服電機(jī)、汽車電機(jī)、牽引電機(jī)，豐富的應(yīng)用業(yè)績(jī)證明了匯川電機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性以及運(yùn)行精度，目前匯川技術(shù)把先進(jìn)的電機(jī)技術(shù)帶到永磁工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域，使工業(yè)永磁電機(jī)擁有匯川汽車級(jí)的設(shè)計(jì)理念，具有高精度、低故障率的優(yōu)勢(shì)，其背后均有足夠的研發(fā)實(shí)力支撐。

01電機(jī)技術(shù)——領(lǐng)先的設(shè)計(jì)方法

局部?jī)?yōu)化

定子參數(shù)優(yōu)化：匝數(shù)、齒寬、槽深等;轉(zhuǎn)子參數(shù)優(yōu)化：隔磁橋個(gè)數(shù)、位置、空氣槽形狀、位置等;

全局優(yōu)化

整機(jī)參數(shù)優(yōu)化：極槽配合、定轉(zhuǎn)子內(nèi)外徑、氣隙尺寸;高效區(qū)定向優(yōu)化和NVH設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)定;

電磁方案優(yōu)化

02電機(jī)技術(shù)——系統(tǒng)效率的設(shè)計(jì)方法

具備工況分析能力，研究電機(jī)電控?fù)p耗特征，通過(guò)聯(lián)合設(shè)計(jì)使系統(tǒng)效率達(dá)到最優(yōu)。

03電機(jī)技術(shù)——噪音振動(dòng)的設(shè)計(jì)方法

NVH從系統(tǒng)到部件進(jìn)行設(shè)計(jì)測(cè)試驗(yàn)證，準(zhǔn)確定位問(wèn)題，保證產(chǎn)品NVH特性。(電磁NVH、結(jié)構(gòu)NVH、電控NVH)

仿真與試驗(yàn)

NVH試驗(yàn)

04 電機(jī)技術(shù)——防退磁的設(shè)計(jì)方法

永磁體退磁校核，反電勢(shì)降低不超過(guò)1%

三相短路退磁校核

低速3倍過(guò)載退磁校核

恒功率1.5倍額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行退磁校核

匯川每年出貨300萬(wàn)臺(tái)以上采用稀土永磁的高效電機(jī)

05 電機(jī)技術(shù)——測(cè)試能力

測(cè)試實(shí)驗(yàn)室總面積約1萬(wàn)平米，投資約2.5億元，主要設(shè)備：AVL測(cè)功機(jī)(20000 rpm)、EMC暗室、 dSPACE HIL 、NVH試驗(yàn)設(shè)備;

試驗(yàn)中心按照ISO/IEC 17025(CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可準(zhǔn)則)要求運(yùn)營(yíng)管理，并已通過(guò)CNAS認(rèn)可。

原文標(biāo)題：永磁有多節(jié)能?蘇州地鐵一條線一年便可節(jié)省電費(fèi)500萬(wàn)元

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審核編輯：湯梓紅