可投運(yùn) 全碳化硅永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)核心技術(shù)研制結(jié)題驗(yàn)收

6月15日，中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)技術(shù)裝備專業(yè)委員會(huì)在蘇州組織召開了全碳化硅永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)車輛研制核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目結(jié)題暨載客運(yùn)營(yíng)考核評(píng)審會(huì)。會(huì)議邀請(qǐng)了來自北京、上海、深圳、南京、杭州、寧波、常州等地的7名行業(yè)專家組成專家組。蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司、中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、江蘇經(jīng)緯軌道交通設(shè)備有限公司、卡斯柯信號(hào)有限公司等相關(guān)單位代表參加了會(huì)議。

會(huì)上專家組聽取了蘇州地鐵、中車浦鎮(zhèn)、經(jīng)緯軌道關(guān)于全碳化硅永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)車輛研制核心技術(shù)攻關(guān)情況、載客運(yùn)營(yíng)情況等方面的匯報(bào)，對(duì)永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)車輛給予高度的肯定并提出細(xì)致的指導(dǎo)意見，最終，專家組一致認(rèn)為全碳化硅永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)列車核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目滿足結(jié)題要求，通過結(jié)題驗(yàn)收及載客運(yùn)營(yíng)考核評(píng)審。

該項(xiàng)目采用全碳化硅牽引變流器、走行風(fēng)冷永磁直驅(qū)電機(jī)及配套的小軸距小輪徑轉(zhuǎn)向架，在蘇州3號(hào)線0312車進(jìn)行裝車調(diào)試并先后完成了空載試運(yùn)營(yíng)和載客后運(yùn)營(yíng)，完成了攻關(guān)任務(wù)書各項(xiàng)任務(wù)，符合項(xiàng)目結(jié)題條件。目前，該車已完成50000公里運(yùn)行，運(yùn)行情況良好，可靠性指標(biāo)達(dá)到預(yù)期，在列車輕量化、能耗和噪聲指標(biāo)上均優(yōu)于異步牽引系統(tǒng)列車。

蘇州地鐵3號(hào)線0312號(hào)列車采用了全碳化硅永磁牽引變流器、永磁直驅(qū)走行風(fēng)冷電機(jī)、永磁直驅(qū)轉(zhuǎn)向架等行業(yè)內(nèi)前沿技術(shù)，同時(shí)采用了以太網(wǎng)列車控制網(wǎng)絡(luò)、國(guó)產(chǎn)自主化的“EPB01” 系列架控制動(dòng)系統(tǒng)，作為核心技術(shù)攻關(guān)示范項(xiàng)目，共發(fā)表論文15篇，授權(quán)專利11項(xiàng)，完成了2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制及發(fā)布實(shí)施。本項(xiàng)目永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)由江蘇經(jīng)緯軌道交通設(shè)備有限公司提供，中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司負(fù)責(zé)整車制造。

永磁直驅(qū)牽引系統(tǒng)列車創(chuàng)新技術(shù)亮點(diǎn)：

1.全碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體技術(shù)：永磁直驅(qū)牽引變流器采用了高壓碳化硅（SiC）MOSFET器件替代傳統(tǒng)IGBT，實(shí)現(xiàn)了變流器的小型化、模塊化、集成化。基于SiC器件的優(yōu)異特性，變流器提升了開關(guān)頻率、減小輸出電壓諧波，降低了電機(jī)的損耗，有助于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的低噪音、輕量化、高效率、少維護(hù)。

2.永磁同步直驅(qū)電機(jī)具有廣域高效、安全可靠、日常維護(hù)少、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。

高效：采用永磁同步直驅(qū)電機(jī)，取消了齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)，提升傳動(dòng)系統(tǒng)整體效率以及系統(tǒng)節(jié)能率，較異步牽引實(shí)測(cè)節(jié)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(qū)電機(jī)實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的自然冷卻設(shè)計(jì)，電機(jī)重量小于傳統(tǒng)的異步電機(jī)加齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)重量，使得整車節(jié)能效果更加顯著。

噪聲小：永磁同步直驅(qū)電機(jī)采用閉式結(jié)構(gòu)、電機(jī)處于相對(duì)低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、無齒輪箱、無內(nèi)部風(fēng)扇等原因，使得電機(jī)噪音下降14dB以上，提高了乘客舒適性。

日常維護(hù)少：采用自然冷卻的閉式結(jié)構(gòu)永磁同步直驅(qū)電機(jī)，減少日常清潔以及齒輪箱換油工作和日常維護(hù)工作量。

3.轉(zhuǎn)向架采用小軸距、小輪徑設(shè)計(jì)，將曲線通過性能提升至150m。同時(shí)得益于無齒輪箱和聯(lián)軸節(jié)機(jī)械損耗，同時(shí)構(gòu)架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，較異步牽引電機(jī)轉(zhuǎn)向架，重量減輕超過10%，驅(qū)動(dòng)效率提高3%-5%；

4、轉(zhuǎn)向架首創(chuàng)采用永磁抱軸直驅(qū)電機(jī)與一系剛度解耦的對(duì)稱式三角支撐桿力矩平衡裝置匹配技術(shù)，平衡了抱軸式永磁直驅(qū)電機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)力矩，控制電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子相對(duì)角，同時(shí)三角桿式彈性支撐結(jié)構(gòu)與構(gòu)架連接端彈性節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和節(jié)點(diǎn)偏轉(zhuǎn)剛度小，避免附加一系定位剛度，不傳遞異常振動(dòng)。