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中国首辆永磁高铁下线试车最快3年商业化运营

来源:www.sciatl.com.cn 点击:1254

高铁永磁同步牵引系统示意图

中国南方机车集团株洲公司开发的新一代高速列车永磁同步牵引系统已成功通过国家铁路测试中心的地面测试评估。 《新京报》记者在株洲了解到,首条配备永磁牵引系统的高铁已下车南车青岛四方。它将在三年内进入评估测试阶段并实现商业运营。

“最初的8辆火车需要6辆车才能供电;在永磁同步牵引系统之后,仅需要4辆车就可以供电,从而节省了2辆车的牵引系统成本。”中国南方机车基金会和平台研发中心副主任徐俊峰对高铁永磁牵引系统进行了研究,他说永磁电动机的高效特性可以提高火车的牵引效率,节省大量电力能源,并在节能,减排和安全方面改善中国的高铁。在舒适性和其他方面的综合竞争优势。

徐俊峰表示,由于牵引系统是机车的核心技术,尽管法国,德国,日本等国家正在开发永磁牵引系统,但它一直在对中国实施技术封锁,并发展中国的技术。轨道交通中的永磁体。尽管起步较晚,但已逐渐赶上国外的先进水平。株洲永磁高铁的下线标志着中国已经成为世界上掌握高铁永磁牵引系统技术的少数国家之一。

■秘密

1减少拖拉机数量,至少可节省10%的电量

株洲市从2003年开始开发永磁牵引系统。它已经赶上了世界领先的步伐,并拥有完全独立的知识产权。徐俊峰说:“ 2011年,永磁高铁的研发开始了。虽然是600千瓦,但实际上已经达到690千瓦。”

例如,尽管由于永磁电动机的高功率密度,尽管用于高铁的单个永磁电动机的成本比当前使用的交流电动机的成本高约10%,通过保存阻力比(即固定火车,即动力车辆与无动力车辆的比率)。例如,最初需要6步的火车和2辆拖车,在配备了永磁电动机之后,只需4步和四个阻力,从而节省了两个电动机列车的牵引系统的成本,将使永磁电动机的整个列车牵引系统的成本降低了20%,另一方面,永磁电动机的高效特性可以用来提高火车的牵引效率,节省大量电能并减少火车总寿命周期成本。

“由于永磁发电机的功率可能大于异步电动机的功率,因此,当整辆汽车行驶时,所需电动机的数量就会减少。”徐俊峰说。 “如果保持相同的阻力比,它将提高。整车的牵引能力。”

根据徐俊峰的说法,一般而言,牵引系统消耗的能量约占轨道交通系统总能耗的40%至50%。根据CSR提供的数据,在沉阳地铁的测量中,永磁同步牵引系统与异步牵引系统相比可节能9.61%。

根据计算,当前地铁运营统计的统计数据是,火车每公里平均能耗为13度。根据每列火车每天250公里的平均运行时间,以20列火车计算一条线路,那么一条线路消耗一天。如果按0.85元/度计算,那么2015年规划建设的96条轨道交通全部采用永磁同步牵引系统,每年可节约1.92亿元。

2电机全封闭,噪音低,维护成本低

永磁电动机和异步电动机之间的最大区别在于,其励磁场是由永磁体产生的。徐俊峰说,异步电动机需要吸收定子侧的无功电流以建立磁场。用于励磁的无功电流导致损耗增加,并降低电动机效率和功率因数。因此,永磁电动机比异步电动机更节能。

徐俊峰说,由于地铁的异步发电机用于暴露线圈的通风冷却,因此必须定期清洁每个电动机的过滤器。如果不干净,过滤器将影响电动机的散热。永磁发电机采用全封闭设计,更加安全可靠。株洲公司开发的永磁发电机的绝缘技术结合了大功率机车和高速牵引电机的绝缘结构优点,具有较高的绝缘可靠性。与异步牵引电动机相比,新的封闭式通风设计可确保电动机的内部冷却系统清洁,维护成本低,噪音低。

徐俊峰说:“由于永磁牵引电动机的结构和电磁特性,在地铁的现场应用中,系统噪声明显低于低速异步电动机。整个噪声系统减少了大约3分贝。网络清洁工作繁琐,系统的生命周期成本也大大降低。”

■Outlook

永磁体可以帮助高铁摆脱“国门”

株洲学院副总经理,总工程师,高铁永磁牵引系统项目首席设计师冯刚华告诉记者,牵引系统技术是高铁的核心技术。永磁技术在国内高铁电力应用中的突破,将使中国的高铁在世界舞台上更具竞争力。

永磁牵引力是下一代列车的主流研究方向

据了解,世界轨道交通车辆牵引系统技术经历了三个主要阶段:直流系统,异步系统和永磁系统。永磁同步牵引系统由于其高效,大功率的作用,正逐步取代传统的牵引系统,成为下一代火车牵引系统的主流发展方向。

冯江华说,中国南车株洲公司推出的高速列车永磁同步牵引系统包括牵引变流器,网络控制系统,永磁同步牵引电动机等,其中最杰出的是公司自主研发的。 JD188大功率永磁同步牵引电动机。电动机的额定功率达到690 kW,是国内轨道交通领域功率最高的永磁同步牵引电动机。

与传统的异步电动机相比,该电动机具有速度稳定,效率高,体积小,重量轻,噪音低,可靠性高等特点。它采用永磁驱动的同步牵引电动机和传统的异步电动机驱动系统。相比节能,可以达到10%以上。

永磁高铁在3年内可商购

永磁高铁的市场规模将非常可观。关于永磁地铁的商业化过程,永磁高铁的商业化有望在三年内实现。

徐俊峰说,近年来,随着中国稀土材料价格的下降,永磁体的价格也有所下降,大大降低了永磁牵引系统的成本。目前,一些外国制造商一直希望在中国找到永磁体。减少材料供应商的成本。

就海外市场而言,直到2013年7月,日本东芝才宣布获得了海外地铁市场上的首个大型永磁同步牵引系统:新加坡的396列永久性改装车辆的66列磁铁同步牵引系统订单。

冯江华说,未来的一些轨道交通将拆除变速箱并以直接驱动方式进行驱动,从而给轨道交通牵引系统带来革命性的变化。

“由于铁路运输的体积,重量和空间的限制,异步电动机无法从当前的最新技术水平直接驱动。目前只有永磁电动机才能做到这一点。”冯江华说。

此版本撰稿/新京报记者韩旭阳