[发明专利]高铁动车组永磁高速电机直流直驱牵引系统

说明书

一种高铁动车组永磁高速电机直流直驱牵引系统，整列动车组的每一个轮对组均设有小型化的外转子牵引机，外转子牵引机位于轮对轴的位置，与轮对组一体化，不占用动力转向架上各机构的空间，动力转向架上原有的一系悬挂机构和二系悬挂机构以及电空制动机构，全部保留利用，还可利用原有的变流器控制系统驱动外转子牵引机，2极永磁高速无刷直流电机转速高，功率密度大，经过行星齿轮减速器减速后驱动轮对，外转子牵引机是全封闭结构，环形永磁体不存在灰尘污染问题，2极永磁高速无刷直流电机与行星齿轮减速器之间设有轴承隔离，环形永磁体也不存在油污染问题，外转子牵引机的外壳和左、右传动圈的散热面积大，环形永磁体不存在高温退磁问题。

技术领域

本发明涉及一种高铁动车组永磁电机牵引系统，确切的说，是一种高铁动车组永磁高速电机直流直驱牵引系统。

背景技术

目前，我国第三代轨道交通牵引技术已经领先世界先进水平，尤其是永磁同步电机牵引技术的应用，使高铁动车组的牵引功率更大、速度更高、更加节能，但是它还不是十全十美，永磁牵引系统还有进一步提高的技术空间。永磁牵引系统是列车的动力系统，由变流器和电机两大部分组成，其中变流器相当于列车的心脏，电机好比是列车的肌肉，电机主要负责传达动力，完成电能到机械能转变，带动列车平稳行驶。现有技术的永磁同步电机驱动轴的扭力是经过齿轮箱传动到转向架的轮对轴上，永磁同步电机与齿轮箱分别独立安装，永磁同步电机与齿轮箱之间经过万向节联轴器实现动力传动，万向节联轴器是个薄弱环节，增加了机械损耗和故障点。因此，永磁电机直接驱动轮对轴的技术方案能省去万向节联轴器，进一步提高牵引效率和可靠性，是高铁永磁电机牵引系统今后的发展方向。

高效节能是永磁牵引技术最突出的优势，提高永磁电机的转速，是提高电机效率和功率密度的有效方法，可使永磁电机的体积可以缩小20%~30%。变流器输出的可变三相交流电驱动永磁同步电机，使永磁同步电机转速高达6000转/分，但控制电机的变流器由于功率大，受限于高压大功率IGBT的特性，开关频率低（1秒钟可以通过开关控制电机的次数），电机转速越高，每一转可用的调节能力越弱，运行越不稳定，而这又恰恰是决定高铁能否高速的关键。现有技术的永磁同步电机是一种4极3相交流电机，由变流器控制调节电机的转速，变流器控制电机的调节能力不够强，永磁同步电机的转速不够高，功率密度不够大，因此，提高永磁电机的转速和控制电机的调节能力，是高铁永磁电机牵引系统今后的发展方向。专利公告公开一种专利号为“2020103839555”，名称为“高铁动车组永磁同步电机直驱牵引系统”的发明专利申请文件，该发明专利的缺点在于：该牵引系统的高速牵引电机是一种6极3相交流大功率永磁同步电机，直接驱动轮对，与轮对转速同步，因此，该永磁同步电机的转速不高，功率密度不大，具有笨重、体积大、效率不够高的缺点。

发明内容

为了克服现有技术的高铁动车组永磁电机牵引系统的缺点，本发明公开一种高铁动车组永磁高速电机直流直驱牵引系统。