中国中车禀赋洪荒之力JR电机，永磁电机创新成果络绎不绝

时间：2019-11-04 13:00

　　再也无需置疑了，作为中国制造的“名片”，中国中车名副其实。把当前最好的磁体——钕铁硼广泛应用于电机，当然是王者之道，中车定将倾尽洪荒之力。

　　继永磁动力技术成功应用于高铁、风电、空调、新能源汽车等领域后，中车株洲电机公司又一次将永磁技术成功运用于大型机械重工领域，在全球尚属首次，也标志着中车株洲电机公司在盾构机永磁驱动技术领域已经处于国际领先地位。

　　盾构机永磁同步电机实现转载运行

　　2016年8月14日，中车株洲电机公司宣称，全球首套盾构机永磁同步电机在公司研制成功，并顺利交付客户，实现装载试运行。

　　中车株洲电机公司资料显示，在盾构机上使用永磁驱动技术，既可以大幅节能，又能有效提升盾构机整体效能。此次应用于盾构机上的永磁同步驱动装备在继承了永磁高铁牵引电机节能、高效、可靠等优异性能的同时，还兼具了三大优势：一是更适应盾构机多电机协同工作模式;二是永磁电机效率曲线更符合盾构机工况波动大的实际运行状况;三是同等功率下永磁电机较三相异步电机大大减轻重量，体积更小，维护更便捷。

　　现阶段在全国数百台使用的盾构机中约85%为进口产品，该类产品多采用三相异步电动机驱动模式进行动力输出。为对现有盾构机动力输出进行升级换代，打造更具竞争力的动力输出系统升级版2.0，研制出性能更加优异、更加可靠的“中国制造动力系统”，在盾构机动力设计及研制上，中车株洲电机采取跨界思维，跨越了通用的三相异步电机技术，借助于本公司在永磁技术领域所积累的专业技术和成功经验，直接为盾构机动力转型升级“永磁化”发起强势冲击。通过整个项目团队的攻坚克难，盾构机永磁电机系统成功下线并投入实际运行。以此次投入试运行的直径6m、总功率1056kW盾构机为例，永磁同步电机搭配系统使用后比同功率异步电机效率将高出10%以上，每小时可省电100度以上，若以刀盘一天工作8小时计算，则掘进机每个工作日省电近千度，每天至少节约1000多元。如果根据实际过程中工况的变化，还能够节省更多。

　　而在此之前，中国中车已经有了多项永磁同步牵引技术投入应用。

　　轨道交通永磁同步牵引系统

　　历时11年，累计1000万次试验，积累150G数据，耗资1亿元，中国中车旗下株洲电力机车研究所有限公司攻克了第三代轨道交通牵引技术，即永磁同步电机牵引系统，掌握完全自主知识产权，成为中国高铁制胜市场的一大战略利器。

　　2015年5月16日，长沙地铁1号线使用的永磁同步电机成功交付。这是国内首次将永磁同步电机装载在整列地铁车辆投入装车应用。2016年8月，首列“永磁地铁”已在长沙地铁1号线正式投入载客运营。

　　以长沙市轨道交通2号线为例，每年列车的总耗电量约为3721万度，如果全部采用永磁牵引系统，仅以牵引能耗降低11.5%计算，则每年可节约电能428万度，按0.7元/度的电费计算，长沙市轨道交通2号线一年就能节约运营成本约300万元。由于永磁牵引系统的再生效率更高，反馈回电网的能量更多，如能充分吸收利用，则列车综合节能效果更佳，如果按照综合能耗降低30%计算，可节约的电费就更多了。

　　目前，株洲所已研发出可用于时速500公里的高铁动车的690kW永磁牵引系统，即将小批量生产。这标志着我国成为继德、日、法等国之后，世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家之一。

　　商用空调永磁高速直驱系统

　　自2009年启动研发以来，株洲所成功研制了世界上第一套中央商用空调永磁高速直驱系统，成为国内外唯一一家中央空调永磁驱动系统的供应商。截至2015年4月底，株洲所永磁系统在中央空调上已应用400多套。在今年4月的中国制冷展上，格力电器就将装载永磁同步变频热泵离心机的中央空调作为其高端产品推向市场，并已经装进了人民大会堂。其制冷制热更加迅速高效，比普通离心式冷水机组节能40%以上，高出国际先进水平10%-20%。

　　第二代新能源汽车轮边永磁驱动系统

　　2016年4月22日上午，我国第二代新能源汽车轮边永磁驱动系统在中车株洲电机公司研制成功并顺利下线，该驱动系统将改变新能源汽车过去所采用的中央电机集中驱动方式，直接由2台安装在电动汽车车桥两侧的永磁轮边电机进行驱动，实现了我国新能源汽车动力系统由第一代动力集中型向第二代动力分散型的革命性转变，成功将高铁永磁技术运用于新能源汽车领域，助推新能源汽车“高铁化”。

　　此次研制的轮边永磁驱动系统集成了永磁电机及控制器，整套系统具有高效、节能、轻量化、小型化、高可靠性的特点，是新能源汽车未来发展的方向。该永磁电机额定功率、转速、扭矩等各项技术指标优异，最高效率可达96%，电机控制器输出频率高达600Hz，具有控制性能优异、响应速度快、控制精度高等特点，提升了电动汽车运行的平稳性与舒适性，采用的IP67防护等级也适应各种复杂运行工况。

　　目前，我国第二代动力分散型驱动系统多依赖进口，且停留在三相异步电机的水平，而此次公司研制的第二代轮边驱动系统采用了先进的永磁电机技术，通过以永磁高铁核心动力技术经验为支撑，有效克服了永磁体失磁难题，保证了电机在各种极限条件下的磁体稳定。为我国电动汽车赶超世界先进水平提供了极具竞争力的尖端动力。另外，其最先进之处则是扁平式的电机结构简单，单台电机厚度仅为200mm，直径仅为423mm，搭载后车内后桥通道宽度可达到700mm，达到国外同类产品先进水平，且与同样是200mm厚度三相异步电机技术的轮边电机相比，功率超出20%，扭矩超出30%，空间也更为紧凑，其安装车后与采用集中驱动的电动汽车相比，地板高度可以降低180～320mm，达到低地板水平。

　　产业前沿总结认为，钕铁硼于电机的应用具备高效、节能、减重、降容、抑躁等优势性特点，而电机是工业、农业生产、服务业办公自动化中无处不在，也是主要的能耗和动力提供设备。

　　作为中国制造”名片“中车不断创新，可谓电机技术创新的领头羊。将永磁电机驱动技术进行到底，中国中车有这个实力和责任，亦禀赋洪荒之力。