6月15日,中國城市軌道交通協會技術裝備專業委員會在蘇州組織召開了全碳化硅永磁直驅牽引系統車輛研制核心技術攻關項目結題暨載客運營考核評審會。會議邀請了來自北京、上海、深圳、南京、杭州、寧波、常州等地的7名行業專家組成專家組。蘇州市軌道交通集團有限公司、中車南京浦鎮車輛有限公司、江蘇經緯軌道交通設備有限公司、卡斯柯信號有限公司等相關單位代表參加了會議。
會上專家組聽取了蘇州地鐵、中車浦鎮、經緯軌道關于全碳化硅永磁直驅牽引系統車輛研制核心技術攻關情況、載客運營情況等方面的匯報,對永磁直驅牽引系統車輛給予高度的肯定并提出細致的指導意見,最終,專家組一致認為全碳化硅永磁直驅牽引系統列車核心技術攻關項目滿足結題要求,通過結題驗收及載客運營考核評審。
該項目采用全碳化硅牽引變流器、走行風冷永磁直驅電機及配套的小軸距小輪徑轉向架,在蘇州3號線0312車進行裝車調試并先后完成了空載試運營和載客后運營,完成了攻關任務書各項任務,符合項目結題條件。目前,該車已完成50000公里運行,運行情況良好,可靠性指標達到預期,在列車輕量化、能耗和噪聲指標上均優于異步牽引系統列車。
蘇州地鐵3號線0312號列車采用了全碳化硅永磁牽引變流器、永磁直驅走行風冷電機、永磁直驅轉向架等行業內前沿技術,同時采用了以太網列車控制網絡、國產自主化的“EPB01” 系列架控制動系統,作為核心技術攻關示范項目,共發表論文15篇,授權專利11項,完成了2項國家標準的編制及發布實施。本項目永磁直驅牽引系統由江蘇經緯軌道交通設備有限公司提供,中車南京浦鎮車輛有限公司負責整車制造。
永磁直驅牽引系統列車創新技術亮點:
1.全碳化硅(SiC)功率半導體技術:永磁直驅牽引變流器采用了高壓碳化硅(SiC)MOSFET器件替代傳統IGBT,實現了變流器的小型化、模塊化、集成化。基于SiC器件的優異特性,變流器提升了開關頻率、減小輸出電壓諧波,降低了電機的損耗,有助于實現電機的低噪音、輕量化、高效率、少維護。
2.永磁同步直驅電機具有廣域高效、安全可靠、日常維護少、噪聲小等優點。
高效:采用永磁同步直驅電機,取消了齒輪箱、聯軸節,提升傳動系統整體效率以及系統節能率,較異步牽引實測節能率超20%(不含能潰)。
輕量化:得益于使用了全碳化硅器件牽引變流器,永磁同步直驅電機實現了先進的自然冷卻設計,電機重量小于傳統的異步電機加齒輪箱、聯軸節重量,使得整車節能效果更加顯著。
噪聲小:永磁同步直驅電機采用閉式結構、電機處于相對低速運轉狀態、無齒輪箱、無內部風扇等原因,使得電機噪音下降14dB以上,提高了乘客舒適性。
日常維護少:采用自然冷卻的閉式結構永磁同步直驅電機,減少日常清潔以及齒輪箱換油工作和日常維護工作量。
3.轉向架采用小軸距、小輪徑設計,將曲線通過性能提升至150m。同時得益于無齒輪箱和聯軸節機械損耗,同時構架進行輕量化設計,較異步牽引電機轉向架,重量減輕超過10%,驅動效率提高3%-5%;
4、轉向架首創采用永磁抱軸直驅電機與一系剛度解耦的對稱式三角支撐桿力矩平衡裝置匹配技術,平衡了抱軸式永磁直驅電機啟動、制動力矩,控制電機定子、轉子相對角,同時三角桿式彈性支撐結構與構架連接端彈性節點的縱向剛度和節點偏轉剛度小,避免附加一系定位剛度,不傳遞異常振動。
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