永磁高铁和上海磁悬浮有什么本质区别

铁路工程   2015-06-17 11:08:22  257浏览 作者:Enzo Jiang

需要指出的是,永磁高铁和磁悬浮是两个没法比较的东西。永磁高铁只是使用永磁牵引电机的高铁,永磁牵引电机可以放在任何需要的地方使用,而磁悬浮指的是一种车辆技术,磁悬浮用的是直线电机,理论上来说的话,磁悬浮也可以弄什么永磁直线电机(目前还不存在)。

永磁牵引电机的好处前面几个回答已经很清楚了。

第一个好处就是功率密度高,大白话就是一样大的电机,永磁牵引电机可以做得更大力。这一点对于设备空间狭小的铁路车辆,尤其是动力分散的列车,尤其重要。永磁牵引电机最早在高铁上的应用是法国的AGV列车,因为这个车的设计要求是既要使用铰接结构,又要使用动力分散技术。相对于一般的动力分散列车,铰接列车转向架的底部空间更小并且机械设计更受制约。而当时法国高铁普遍采用的是励磁式同步电机(当时高铁用的异步牵引电机还在研发中),AGV的列车设计拖了十多年,一直到阿尔斯通研发出永磁同步电机后才算解决了技术上的问题。

第二个好处是调速范围广,之前的铁路机车,由于电机转速和车轮转速不匹配,在电机和车轴之间是需要安装减速器的。采用永磁牵引电机的列车不需要这个装置,可以直接驱动车轴。这样就可以节省更多的空间。

第三个好处是转换效率高,因为永磁电机转子不需要励磁线圈,励磁线圈是有能量消耗的,同时维持磁场的功率属于无功功率,需要补偿,永磁电机这一块可以降低;此外因为没有减速器,所以机械传动效率也更高一些,同时列车的固定转动惯量系数也可以更低一些。这样直接带来的好处就是节能。

缺点嘛,不太耐高温,制造困难(你要想这是一个超级强的大磁铁,那么制造工具就不能使用对磁场敏感的金属比如铁制工具就不可以),同样维护也稍微麻烦一些。

从控制上来说和异步电机以及励磁式同步电机是类似的,整体建模一致,这一块30年前就已经吃得很透了。此外永磁同步电机可以作为无刷电机控制,这两也是非常类似的。

我很高兴看到国内这一块赶上了国际前沿水平,就目前来说,发达国家只有法国开始大量装备这类电机,除了自家卖给了意大利的AGV之外,主要是新一代的通勤列车全部使用这一种类型的电机。

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