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足球外围官网永磁与轨道交通工业剖析宣布时光:2018年5月15日 起源:中国足球外围官网学会

(此文宣布于《新资料工业》杂志  2017-08-05)作者:陈占恒

轨道交通包含铁路和都会轨道交通,存在运量大、速率快、保险准点维护情况节俭动力和地皮资本的长处,是国度要害基本设备和经济开展的动脉。鼎力开展轨道交通,有利于海内钢铁、水泥、有色等产能多余工业的产能开释,有利于相干工业链的延长,能够大幅度拉动海内经济开展。

铁路方面,2015年我国铁路里程已达12万公里,此中高速铁路1.9万公里,疾速铁路4万公里。2016年我国高铁里程到达2.2万公里,占天下高铁总里程的65%。中国高铁曾经成为我国享誉天下的一张手刺。“十三五”时期,我国将进一步完美高速铁路收集,造成八纵八横主通道,到2020年,将实现高速铁路经营里程3万公里,到2025年到达3.8万公里阁下。轨道交通方面,停止2016岁终,共30个都会开明城轨交通经营,经营线路133条,总长度达4152.8公里;有48个都会在建线路总范围5636.5公里,同比增加26.7 %;已取得城轨交通建立项目批复的都会有58个,计划线路总范围为7305.3公里,总投资37018.4亿元;此中,14个都会投资打算超越1000亿元。数据标明,我国轨道交通行业已进入大范围疾速开展阶段。都会轨道交通存在节能环保、舒服保险、运力强盛、节俭地皮等长处,是都会交通将来开展的重要偏向。为推进城市轨道交通开展增加了审批阻碍,有轨电车建立审批权于2013年下放省级当局,已有超越100个都会计划建立有轨电车。

轨道交通技巧的中心是车辆牵引体系。牵引体系电气化曾经成为轨道交通主流技巧偏向。电气化轨道交通存在运输才能大、行驶速率快、耗费动力少、经营本钱高等优点,对运量大的支线铁路和存在陡坡、长大地道的山区支线铁路实现电气化,在技巧上、经济上均有显明的优胜性。天下轨道交通车辆牵引体系历经第一代是直流电机牵引体系;第二代交换异步电机牵引体系,为以后的主流技巧;第三代永磁同步电机牵引体系,是下一代机车牵引体系。

永磁同步牵引体系与异步牵引体系比拟较存在以下长处:一是低通报消耗小、噪声低;二是转速安稳、过载才能强、牢靠性和功率密度高;三是体积小、分量轻、效力高;四是电机采取全关闭结构保护简单,无齿轮驱动,磨耗小,全寿命周期本钱低;五是构造多样,转向架自在空间大,径向调理才能强。永磁同步牵引体系曾经成为各兴旺国度竞相研讨的技巧热门。牵引体系能耗约占轨道交通体系总能耗的40~50%。永磁牵引体系较传统的异步牵引体系能耗可下降约11.5%。若牵引体系附加再生能量体系,永磁牵引体系的综合能耗可下降30%阁下。有材料标明,一台永磁电机可承载2台异步电机的运力并满意运转请求,永磁同步牵引电性能耗为497.198MVA.s,异步牵引电性能耗为550.068MVA.s,对照阐明永磁同步牵引电机比异步牵引电机节能9.61%。新型永磁直驱转向架采取全关闭水冷永磁直驱电机直接驱动轮对,效力高,且直驱进程无齿轮传动消耗,跟现在主流的异步电机带齿轮传动的转向架比拟,能耗下降了15%,节能上风明显。一条地铁每年经由过程节能可下降经营本钱400万元。一辆本来须要6动2拖的高速列车,应用永磁同步牵引体系能够只采取4动4拖,节俭2辆动车牵引体系整列车本钱可下降20%中国中车株洲电力机车研讨所的永磁同步牵引体系的电机额外效力达到了98%以上,将电机消耗降低至本来的三分之一,明显降低了高速列车的牵引能耗。

永磁牵引体系驱动电机的中心材料是永磁体,是第三代轨道交通牵引体系的要害部件,决议着轨道交通车辆的能源品德、能耗和把持特征,能够采取钐钴永磁体或许钕铁硼永磁体。两种磁体钐钴磁体高磁能积钐钴永磁的最大磁能积可到达35 MGOe,任务温度高,居里温度670850℃,应用温度高达500℃;因钴资本缺乏,价格昂贵,大范畴贸易化永磁牵引体系采取钐钴磁体本钱压力较大;据懂得现在年毛坯产量约2400吨,难以满意轨道交通足球外围官网的将来需求。中车株洲电力机车研讨全部限公司开辟的高速动车组永磁牵引电念头出于保险性、牢靠性和稳固性斟酌采取钐钴磁体;电念头采取全关闭逼迫风冷、奇特的表里轮回冷却方法,既满意全关闭防护品级请求,同时存在较好的散热后果。讲演中对635kW永磁牵引电机各部的温场散布标明电机绕阻处温度最高,但未超越140°C。钕铁硼磁体磁能积的实践极限值为64 MGOe,2006 年试验室样品已到达59.6 MGOe,产业产物已超越55MGOe,磁机能优于钐钴磁体,居里温度320℃~460°C,任务温度与钐钴磁体比拟较低,在150℃以下曾经失掉普遍利用,最高任务温度200℃阁下,但要增加较多的重足球外围官网金属铽镝;斟酌到高速铁路的保险性,必需进一步进步钕铁硼永磁体的任务温度,或许为应用钕铁硼磁体的牵引体系附加冷却体系降低钕铁硼磁体任务情况温度,才有可能使钕铁硼磁体满意高速铁路需要。轨道交通范畴永磁同步传动体系中的永磁资料请求其内禀矫顽力Hcj(kOe)+最大磁能积(BH)max(MGOe)>60。我国已研制出室温下综合磁机能指标内禀矫顽力Hcj(kOe)与最大磁能积(BH)max(MGOe)之和高于75的高机能烧结钕铁硼磁体,最高任务温度高达230℃。可见,钕铁硼永磁体完整能够用于高速铁路牵引体系。

在精良的工业政策情况推进下,依靠自立开辟的第三代永磁牵引技巧,“十三五”时期我国永磁轨道交通将失掉迅猛开展。有材料标明,到2020年新增高铁、都会轨道交通列车永磁同步传动体系市场占领率将分辨达到30%和50%。我国尺度动车组车辆保有量密度约为1辆/公里。十三五时期,我国的高铁业务里程将增添1.1万公里,高铁新线建立的动车组新增需要约1.1万辆,均匀每年增添2200辆。据统计,一辆4动4拖永磁列车应用高机能足球外围官网永磁为0.25吨,若新增高铁列车全体采取永磁牵引体系,则“十三五”新增高铁列车对钕铁硼的总需要约为2750吨。另“十三五”时期城市轨道交通计划线路总范围为7305.3公里,若全体采取永磁牵引体系,大概须要钕铁硼1827吨。我国轨道交通对钕铁硼的总需要约4577吨,依照45万元/吨高机能钕铁硼价钱盘算,十三五时期轨道交通可动员20.6亿元的钕铁硼市场。受市场需要影响,现在我国高机能钕铁硼永磁资料仅占钕铁硼永磁体产量的约25%,将来轨道交通范畴将对高机能钕铁硼资料的需要存在必定拉举措用。

现在,法国阿尔斯通、加拿大庞巴迪、日本东芝的轨道交通永磁同步牵引列车已进入贸易化的推广利用阶段。我国曾经控制永磁牵引体系技巧,为我国开展现代轨道交通工业供给了坚固的技巧保证,并在地铁、城轨、动车和高铁等范畴实现利用。2011岁终,沈阳地铁2号线初次利用株洲电力机车研讨所190kW永磁牵引体系。2014 年南车开辟研制的 690kW 永磁同步牵引体系胜利实现卸车考察。2015 1 月我国首列永磁高铁试车,经营考察30万公里后将在2017年实现载客经营。20165 月,中车四方股份公司研制胜利首列永磁跨座式单轨列车。2016年6月28日,“永磁地铁”长沙地铁1 号线正式投入载客经营。轨道交通永磁同步牵引体系的贸易化利用标记着我国已攻破了外洋对高铁能源技巧的把持。

我国钕铁硼行业产能30多万吨,产量已达14万吨,控制高机能钕铁硼永磁体出产技巧,曾经具有满意轨道交通体系对钕铁硼需要的工业基本。轨道交通永磁同步牵引体系契合低碳节能经济开展理念,有助于实现疾速绿色交通的开展目标。我国轨道交通牵引传动体系已实现从“追随翻新”到“并肩翻新”的改变。依靠自立研发的永磁同步电机牵引体系和雄厚的足球外围官网与钕铁硼工业基本,我国轨道交通工业存在很强的国际竞争力。能够预期,我国轨道交通工业在“十三五”时期将失掉疾速开展。进一步增强永磁牵引体系研发与利用,稳步开展海内市场,疾速占据国际市场,将给将来轨道交通带来精良的经济和社会效益。足球外围官网资本的终极代价表现在于终端利用程度。就永磁高铁来讲,足球外围官网:钕铁硼:永磁牵引电机:高铁列车的产值比例约为1:5:10:6000,也就是说代价1亿元的足球外围官网产物,能够撬动代价6000亿元的永磁轨道交通市场。设备进步永磁牵引体系的轨道交通工业,将成为表现把足球外围官网资本上风转化为经济上风的标记性策略新兴工业。

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