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永磁和異步牽引電機各有什么優缺點?

2022-01-13 10:19:48

目前軌道交通車輛的動力主要來源于牽引電機,隨著“交-直-交”牽引傳動技術的廣泛應用,交流牽引電機成為主流。

目前軌道交通車輛的動力主要來源于牽引電機,隨著“交-直-交”牽引傳動技術的廣泛應用,交流牽引電機成為主流。

交流牽引電機可以分為兩類:永磁同步牽引電機和感應異步牽引電機。


他們的優缺點如下:

一、永磁牽引電機

1. 優點

1)高效率、高功率因數

永磁牽引電機采用永磁體勵磁,無需勵磁電流,轉子無銅耗,定子銅耗相對較小,電機效率高。相比異步電機,效率提高約3%~5%。正因為不需要定子繞組的無功勵磁電流,因此功率因數也更高。

2)節能

永磁電機額定效率比異步高,在全段工況下會更加明顯,因此有良好的節能效果。

3)功率密度大

永磁牽引電機的材料利用率高,同功率情況下,電機體積和重量量都比異步有較大減少,電機功率密度更大。

4)低噪聲

永磁牽引電機采用全封閉結構設計,噪音小。

5)低扭輸出能力強

永磁電機轉矩慣量大,低轉速時過載能力強,輸出的大扭矩更利于車輛的低速啟動。


2. 缺點

1)可靠性問題

永磁體退磁是老大難問題。高溫是產生退磁的主要原因。渦流損耗和高次諧波損耗使永磁體溫度急劇升高,如果溫度超過工作溫度將產生退磁,不可逆的退磁。

另外,沖擊振動可能引起永磁體失磁和碎裂的風險。

2)控制策略問題

一臺或一列鐵路車輛一般由多臺牽引電機牽引,而車輪輪徑存在偏差,由于異步電機存在轉差,可以采用車控或架控模式,而永磁電機不存在轉差,必須采用軸控模式。相應的地,在斷電重投策略、參數辨識、轉矩控制等方面有待突破。


二、異步牽引電機

1.優點

1)結構簡單、工作可靠。

2)控制手段成熟。

采用變頻變壓控制。起動時采用恒轉矩控制,充分利用電動機的轉矩,使車輛平穩起動。運行時采用恒功率控制,充分利用整車設備性能。

3)制造成本相比稀土永磁電機低。

2.缺點

手心與手背的關系,永磁電機的優點就是它的缺點。


來源:電機技術及應用
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