中国工程院院士、教授级高级工程师、 中车株洲电力机车有限公司专家委员会主任 刘友梅
轨道交通、工业生产及居民生活是电力能源的主要消耗大户。要实现碳中和、碳达峰,在轨道交通领域要向绿色、环保、安全、智能方向发展,这是我们的目标。
轨道交通牵引设备发展经历了从蒸汽牵引、内燃牵引到电力牵引的阶段,而电力牵引又包括直流电机、异步电机、永磁电机。随技术慢慢的提升,永磁电机在列车的能耗、效率、控制性能、轻量化、小型化以及可维护全寿命周期成本等方面有着非常明显特征和优势,是未来发展方向。
永磁牵引电机和同功率异步电机效率相比,最大的特点就是高效区面积很大,永磁电机达到了90%,而异步电机只有70%。因此永磁电机在效率是高于异步电机的,尤其是在轻载模式下的节约能源的效果非常突出,高效区占比更大。
目前国外在永磁电机的应用先于我国,已经在高速动车组、城际动车、低地板车、调车机车、地铁车等领域大范围的应用。在国内轨道交通领域,永磁电机主要使用在在高速动车组、地铁车辆、机车车辆、跨坐式单轨列车等。
我们可以从三个方面推动永磁牵引电机未来发展:一是新型永磁牵引电机,通过永磁电机的新磁性材料、磁路与结构新技术探讨研究,促进牵引系统低碳发展。二是永磁牵引系统一体化,通过永磁电机与齿轮箱一体化研究,减小电机在转向架上的安装控件。三是智能永磁牵引系统,通过对电机状态监测、健康管理以及寿命预测的信息管理,来推动牵引系统智能化发展。