牵引电动机能耗的比较
电气化铁路能量消耗与节能措施研究
电气化铁路能量消耗与节能措施研究随着全球城市化步伐的加快，城市交通成为了一个突出的问题。
其中，铁路交通作为一种高效、环保的交通方式，发挥着越来越重要的作用。
特别是随着城市轨道交通的不断建设，电气化铁路已经成为城市交通的重要组成部分。
电气化铁路的运营，需要大量的电力供应，因此，电气化铁路的节能问题也是值得我们重视的。
一、电气化铁路能量消耗的主要来源电气化铁路的能量消耗主要包括列车牵引能耗、车站耗能、信号控制设备耗能、线路设备耗能等。
其中，列车牵引能耗居于能耗总量的绝对优势。
在列车牵引能耗中，机车的能耗占到了很大的比例。
目前，国内常用的机车有电力机车和内燃机车两种。
相对而言，电力机车在能源效率、运行效率等方面具有明显的优势，并且采用电力机车不会产生污染物。
因此，目前国内的电气化铁路都采用了电力机车牵引列车。
二、电气化铁路的节能措施目前，对于电气化铁路的节能问题，国内外的学者和专家进行了广泛的研究。
他们主要采取了以下几个方面的技术和措施：1、提高机车的能效在电气化铁路运营中，提高机车的能效是最为直接、有效的节能措施之一。
而提高机车的能效，需要从以下三个方面入手：（1）提高机车自身的能效：电力机车的能效主要由牵引效率和电动机效率两个方面组成。
目前，国内外学者和企业都在研究如何提高电力机车牵引效率和电动机效率。
（2）改进机车运行模式：机车运行的模式分为常规模式和经济模式，其中常规模式的能效比较低而且不稳定。
因此，研究人员提出采用经济型运行模式，可以明显提高机车的能效。
（3）采用多能源驱动技术：多能源驱动技术是指采用多种能源驱动列车。
比如说，采用太阳能、风能等可再生能源、或者采用动力电池、超级电容等储能技术，以缓解机车的能耗压力。
2、改进车站和线路的管理车站和线路管理是电气化铁路节能的重要一环。
车站内的排风、空调、照明以及其他电器设备一旦不经济使用，就会造成大量的能耗浪费。
因此，开展车站和线路能源管理，改进设备的使用方式和运行模式，也可以在一定程度上提高电气化铁路的能效。
牵引供电总结
1、.牵引供电系统的组成：牵引变电所 ，牵引供电回路 ，开闭所，分区所，自耦变压器站，牵引网（供电线，接触网，回流线，分相绝缘器，分段绝缘器，供电分区）牵引变电所：在牵引变电所内装设有牵引变压器，将电力系统110kV 或220kV 的高压降低为27．5kV 或2×27．5kV(自耦变压器供电方式)，以单相电馈送给牵引网，供电力机车使用。
分区所：接触网通常在两相邻牵引变电所的中央断开，将相邻的牵引变电所中间的两个供电臂分为两个供电分区没在中央断开出设置开关设备可以将两个供电分区联通，此处的开关设备称为分区所。
分区所可以使相邻的接触网供电区段实现并联或单独工作，可以增加供电的灵活性和运行的可靠性。
自耦变压器站:在沿线每隔10-15km 设置一台自耦变压器，用于自耦变压器供电方式。
2、供电电流制：直流制：600v ，750v ，1500v ，3000v 。
低频交流制：15kv/16.67hz ，11kv 或12.5kv/25hz ；单相工频交流制：27.5kv/50hz 。
3、牵引网的供电方式：直接供电方式（DF ）,直接加回流供电方式（DN ），自耦变压器供电方式（AT ），吸流变压器供电方式（BT ），CC 供电方式。
DF :牵引变电所将电能通过馈线传输到接触网，接触网通过受电弓连接到变压器仪一次测，然后通过钢轨流回变电所。
特点：供电回路的构成最简单，工程投资、运营成本和维修工作量都少；但对邻近通信线路的干扰影响严重，钢轨电位比其它供电方式要高。
DN ：在直接供电方式的结构上增设与轨道并联的架空回流线，就成为带回流线的直接供电方式，特点：原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中馈电电流方向相反，架空回流线与接触网距离较近，因此，相当于对邻近通信线路增加了屏蔽效果。
牵引网阻抗和轨道电位都有所降低。
AT:自耦变压器供电方式，简称AT 供电方式。
特点：它无需提高牵引网的绝缘水平及可将供电电压提高一倍。
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。
本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。
一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。
变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。
接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。
牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。
二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。
2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。
3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。
4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。
5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。
三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。
理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。
实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。
具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。
2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。
动车组异步牵引电机的功耗及效率测试研究
动车组异步牵引电机的功耗及效率测试研究引言：随着交通运输的快速发展和城市化进程的加速，高速动车组成为现代社会不可或缺的交通工具之一。
而动车组的动力系统是其运行的核心，其中异步牵引电机是常用的动力装置之一。
为了研究动车组异步牵引电机的功耗及效率，本文将对其进行测试和研究。
一、背景介绍：动车组异步牵引电机是利用永磁同步电机和异步感应电机的组合，具有体积小、效率高等优势，被广泛应用于动车组的牵引系统中。
然而，该电机的功耗和效率对于动车组的运行与维护至关重要。
因此，本文将对动车组异步牵引电机的功耗和效率进行详细研究，以提升其运行效率和降低能源消耗。
二、测试方法：1. 功耗测试：为了准确测量功耗，可以采用直接测功法或间接测功法。
直接测功法即通过测量电机输入电功率和输出功率的差值来计算功耗。
间接测功法则是通过测量电流和电压来计算功耗。
根据实际情况选择合适的方法进行功耗测试，并以实验结果为依据分析功耗的特点。
2. 效率测试：效率是衡量电机性能优劣的重要指标之一。
测试电机效率时，需测量输入功率和输出功率，然后将输出功率除以输入功率，将得到的结果乘以100%即可得到电机的效率。
在测试过程中需注意电流、电压、转速等电机参数的准确测量，以提高测试结果的精度和可靠性。
三、功耗测试研究结果：实验结果显示，动车组异步牵引电机的功耗与输入电流、电压和转速均有关系。
功耗随着输入电流和电压的提高而增加，但在一定范围内增长较为平缓，超过一定范围后，则呈非线性增长趋势。
此外，功耗与转速呈正相关关系，随着转速的增加而增加。
分析测试结果可得出结论，在设计和运行动车组异步牵引电机时，需要充分考虑电流、电压和转速对功耗的影响，以避免能源浪费和效能下降。
四、效率测试研究结果：效率是衡量电机优劣的重要指标之一，动车组异步牵引电机的效率测试结果显示，其效率随着输入功率的增加而增加，并在一定范围内减少。
换句话说，电机在额定功率范围内能够实现较高的效率，而在过载或低负载情况下则效率较低。
《牵引供电系统》-第三章-牵引负荷计算
3、随机性 牵引负荷的变化具有很强的随机性，这导致牵引负荷和电气 量的精确计算是难以实现的，只能借助工程经验或简化计算。
§3.2 车辆电流和能耗
一、电动车辆的运行状况
启动：车辆由静止状况到所要求的正常牵引状况的过程；
牵引：电动车辆取电运行，牵引列车运行； 加速：调速级位进级，使车辆运行速度提高； 减速：调速级位减级，使车辆运行速度降低； 惰性：电动车辆断电运行，列车靠惯性前进； 制动：对列车加制动力，使列车减速或停止前进。 停站：在中间站因会车、待避或装卸等原因使列车无作业
、
分别为另一侧供电臂b的有效电流和平均电流，A。
§3.4 牵引变压器容量计算
4、Scott接线变压器的计算容量
( 1) 当 ( 2) 当 式中， 、 ，则 ，则 分别T、M座有效电流，A。
牵引变电所牵引侧母 线有效电流
二、校核容量的确定
牵引变压器校验容量的步骤： Step1：根据满足列车紧密运行的需要计算最大容量Smax。 Step2：根据确定牵引变压器过负荷倍数K，计算得到校核容量。 从而达到既满足列车紧密运行的需要，又充分利用过负荷能力的目的。
各列车在区段上的位臵是独立的相互无关的;
各列列车取用的电流相互无关。
§3.3 牵引负荷计算
1、单线区段单边供电
供电臂(供电区段)细分为 n 个供电分区，且i1和 为小供电
分区i的上、行列车瞬时电流。
第i 分区
§3.3 牵引负荷计算
供电臂同时存在的平均列车数m
单日供电区段列车对数 在第i个区间 净走行时间
当采用近期运量计算时
波动系数，取1.2
线路货物年需要输送能 力，单位万吨／年。
若需要输送能力已经接近线路输送能力时，按线路输送能 力计算；若低于输送能力的一半时，可按2倍需要输送能 力计算。此时，都不再考虑波动系数和储备系数。
电动平车用各种牵引电机的优缺点比较
电动平车用各种牵引电机的优缺点比较一、无刷无刷牵引动力牵引动力牵引动力系统系统系统基本功能及基本功能及基本功能及优优点：1、系统包括：无刷直流电机＋控制器，可方便实现前进/后退、无级调速、软启动、电子EABS 刹车、停车驻刹、遥控等各种功能，配备完整，整体调试试验，性能优异，方便使用。
针对KPD 低压轨道电动平车平车，，可选配我公司研发的专用交变直整流模块可选配我公司研发的专用交变直整流模块，，36V 单相交流电经整流后为50V 左右直流电左右直流电，，直接给直流电机供电工作直接给直流电机供电工作，，可克服轨道交流电机因轨道长流电机因轨道长、、压降大压降大,,平车平车带载带载带载启动困难等问题启动困难等问题启动困难等问题，，特别适合长距离轨道运行离轨道运行。
安全方便。
2、直流无刷电机为无碳刷结构，不产生火花．不需要更换炭刷，防护等级:IP44，水、泥、土不会进入电机内部，结构紧凑、过载能力强，使用寿命长。
3、特有的缓启动和EABS 刹车：永磁无刷电机启动过程平滑、柔和、有力。
可调的缓启动时间；刹车停止过程柔和、精准、安全。
完全适用于装载圆形物体。
4、无刷系统无安全隐患 ：平车上无升压变压器，没有危险的高压，AC36V 轨道电经整流后仅为50V 左右直流电，不存在安全隐患，不会造成触电伤亡事故。
5、低碳节能：永磁无刷电机体积小、重量轻，发热少、效率高。
切合国家节能减排要求。
它是直流有刷电机和交流异步电机的升级换代产品，在频繁启停的场合相比交流异步电机运行效率高出25%以上，是一种绿色环保型的电机。
6、高可靠性：无刷电机系统防水、防潮、防尘、防震、耐高温、免维护型。
控制器及整流模块采用德国进口汽车级别元器件，可靠性远远高出工业等级。
经过严格高温老化试验，电机运行更平稳，发热更少，噪音更低，效率更高，性能可靠正常使用寿命在50000小时以上。
7、负载特性优异，低速性能好，启动转矩大，启动电流小、适应电动车频繁起动的需要，节省电能。
电力牵引与电气计算、牵引变电所容量
定义
电力牵引是一种使用电能作为 动力源的牵引方式，通过牵引 电动机驱动车辆或机械设备。
环保
电力牵引不产生尾气和噪音污 染，对环境友好。
可靠性高
电力设备具有较高的可靠性， 减少了机械磨损和维护成本。电力牵引的应用与发展 Nhomakorabea应用
电力牵引广泛应用于地铁、轻轨 、动车组、货运列车等领域，成 为现代轨道交通的主要牵引方式 。
供电距离和线路参数
供电距离越长，线路阻抗越大，所需 牵引变电所容量越大。
牵引网供电方式
不同的牵引网供电方式对牵引变电所 容量有不同的影响。
牵引变电所容量优化策略
根据实际运行情况调整变压器分 接头
通过调整变压器分接头来改变电压水平， 从而减小变压器容量。
采用新型节能设备
采用新型节能设备如高效电动机、节能变 压器等，以减小牵引负荷，从而减小牵引 变电所容量。
优化供电系统网络结构
加强负荷管理
通过优化供电系统网络结构，减少供电距 离和线路阻抗，从而减小牵引变电所容量 。
通过加强负荷管理，合理安排机车运行和 调整负荷曲线，提高负荷率，从而减小牵 引变电所容量。
04 牵引变电所容量与电力牵 引的关系
牵引变电所容量对电力牵引的影响
供电能力
01
牵引变电所的容量直接决定了其供电能力，从而影响电力牵引
列车运行图
列车运行图决定了电力牵 引系统的运行方式和时间， 从而影响牵引变电所的容 量需求。
技术进步
随着电力牵引技术的不断 进步，列车牵引负荷逐渐 增加，对牵引变电所的容 量需求也随之提高。
电力牵引与牵引变电所容量的协调发展
规划与设计
在电力牵引系统的规划与设计中， 应充分考虑牵引变电所的容量需 求，确保其满足电力牵引发展的 需要。
高速动车牵引电机的全寿命成本分析
高速动车牵引电机的全寿命成本分析李刚（中国北车股份公司永济新时速电机电器有限责任公司）摘要：对高速动车牵引电机全寿命周期各阶段成本需注意的问题进行了分析，阐述了综合考虑各阶段的成本，才能创造最大的经济效益、环境效益和社会效益。
关键词：高速动车牵引电机全寿命成本分析随着我国铁路建设新一轮高潮的来到，我国机车车辆工业得到了蓬勃的发展。
各个铁路运输局高速动车的需求数量大大提高，对高速动车的要求不仅仅要求速度快、运量大，同时也对它们的全寿命成本有很高的要求,以获得最大的经济效益。
作为牵引系统的核心部件之一的牵引电机也必须考虑这一问题。
全寿命成本LCC（life cycle cost ）即为产品在整个寿命周期所耗费的费用总和。
寿命周期分为五个阶段：概念与定义，设计与研制，制造与安装，使用与维修和处理阶段。
LCC计算是一种非常重要的工具，可用于定量分析费用，发现设计中的不完善处，检验出详细的解决方案是否正确及改善维修计划等。
最关键的一点是通过确保分析结果能不断地被实施，使产品在最初的计划、开发、设计阶段达到最优化程度。
LCC的降低不是通过购置价格的降低来达到的，而是可以通过高的可用性，低的运用、维修成本来实现。
我们在电机设计过程中，可能自觉或不自觉也在考虑电机的成本问题，但是大多都局限在采购成本、制造成本，难以全面考虑电机在整个寿命周期，获取最大效益的平衡点。
电机产品应放在设计制造厂家、用户和整个使用环境中加以综合考察。
这是应该建立在与动车组的安装、使用、维护等各个环节充分沟通，在取得重要的统计数据后所做出的分析。
以下分析寿命周期这五个阶段中，全寿命成本分析需考虑的问题。
一、概念与定义阶段根据国外高速铁路的运营经验，在策划和设计阶段就已经确定了今后运用和维修的费用的65%～80%，因此运营和维修经验与开发者和设计者的相结合才能产生良好的效果。
在这一阶段，电机设计者应了解电机的以下几方面问题：1.运行工况。
动车组的运行区段不同，有的运行站间距离短，电机频繁地启动、制动；有的运行站区间人口流动量大，动车组运量大。
直流牵引电动机
3.2.5均压线
• 均压线连接换向片的等电位点。用 来平衡由磁路不平衡而在电枢绕组 内部引起的环流。均压线分为甲种 均压线和乙种均压线。有全额均压、 1/2均压，1/4均压，均压线截面积一 般为电枢导体截面积的20%-30%。
3.1.4补偿绕组
• 补偿绕组设置在主极极靴部分的补 偿槽内，与换向极线圈及电枢绕组 串联，用来消除电枢反应对主极气 隙磁通畸变的影响，使换向器片间 电压分布均匀，从而减少发生环火 的可能性。作用是改善换向防止环 火。但ZD106E、ZD109B、ZD106电 机未设补偿绕组 。
3.1.5端盖和油封结构
直流牵引电动机
中国北车集团永济电机厂
目录
• 1.概述 • 2.牵引电动机的工作特点 • 3.直流电机的基本结构 • 4、电机故障分析 、 • 5、维护保养 • 6.电机的运输与存放
1.概述
• 各种电力传动车辆上所用的牵引发电 机、牵引电动机、辅助电机一起统称 为牵引电机。牵引电动机是驱动内燃 机车、电力机车、电动车辆、地铁车 辆、城市电车及公路车辆运行的主电 机。它的运行性能直接影响机车车辆 的牵引性能及经济技术指标，是电传 动机车上的关键设备。
3、 直流电机的基本结构
•
• 直流电机由定子和转子两大部分构成。定 子的作用是产生磁场，提供磁路和作为机 械支撑。转子（电枢）是产生感应电势和 电磁力矩实现能量转化的主要部件。
• 3.1.定子：包括机座、主磁极、换向极、 补偿绕组、端盖及轴承等部件组成。
• 3.1.1机座
• 机座分为圆形机座和方形机座；圆形机座 又分为铸钢机座和叠片机座；抱轴室悬挂 的机座上带有油箱、油箱集油器；机座主 要功能为导磁和机械支撑。
• 前、后端盖将电机两端封闭，并通 过轴承支撑转子。端盖上开有出风 口，轴承两侧为迷宫式油封。轴承 室的加油量一般为占轴承室总容量 的1/3~1/2，由于有负压作用使电机 漏油，一般端盖设有通大气孔 。
轨道交通中永磁同步牵引系统的优势与挑战
轨道交通中永磁同步牵引系统的优势与挑战马颖涛;李红;李岩磊;杨宁【摘要】在轨道交通领域,永磁同步牵引系统经历了多年发展,初步进入了商业化阶段.相比传统的感应电机作为牵引电机的传动系统,永磁同步牵引系统能耗更低;电机功率密度更高,可以在功率较低的场合实现直驱;电机可设计成全密封结构,噪声可明显降低.同时,永磁同步牵引系统也具备一些缺点和特殊性,例如永磁体的失磁风险;牵引系统复杂性较高;控制和故障保护上有特殊性;永磁同步电机制造难度和成本较高等.这些问题都需要引起足够重视和深入研究,才能促进永磁同步牵引系统的成熟和应用.最后展望了永磁同步牵引系统在轨道交通领域中的应用前景:虽然无法取代异步电机牵引系统,但永磁同步牵引系统将以其鲜明的优点,在多元化用户需求和细分市场中占得一席之地.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】5页(P66-70)【关键词】永磁同步牵引系统;轨道交通;永磁同步电机;永磁体失磁【作者】马颖涛;李红;李岩磊;杨宁【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文自20世纪70年代交流传动机车诞生，伴随电力电子技术、控制理论和信息技术的进步，交流传动电力牵引已经过40余年的发展。
特别是异步电机为电动机的牵引系统，以其优良的特性，自20世纪80年代开始流行，至今已成为轨道交通领域公认的主流[1]。
和异步电机牵引系统类似，永磁同步牵引系统是交流牵引传动的另外一条技术路线[2-4]。
自2000年以来，欧洲和日本多家公司，如庞巴迪、阿尔斯通、东芝等，陆续开始将永磁同步电机作为牵引电机，现已有批量产品应用。
这标志着永磁同步牵引系统初步进入了商业化应用阶段[5]。
在国内以南车株洲电力机车研究所有限公司(简称：株洲所)为代表，于2012年和2014年，分别在地铁车辆上[6]和动车组上对其永磁同步牵引系统进行考核。
异步牵引电机在城轨车辆中的能效评估与改进
异步牵引电机在城轨车辆中的能效评估与改进引言：随着城市化进程的加速和交通需求的增长，城轨交通成为现代城市重要的交通方式之一。
城轨车辆的能效评估和改进具有重要意义，不仅关乎经济性和环境友好性，还直接影响到城市交通的可持续发展。
本文将着重探讨城轨车辆中异步牵引电机的能效评估与改进方法。
一、异步牵引电机的特点和应用异步牵引电机作为城轨车辆主要的动力装置之一，其特点主要体现在以下几个方面：1. 可靠性高：异步牵引电机具有稳定的机械结构和较低的故障率，适用于长时间运行。
2. 能效较低：由于异步牵引电机存在励磁损耗和铁损耗等，其能效相对较低。
3. 控制性强：异步牵引电机具有良好的转矩调节性能和运行平稳性，适用于不同的运行工况。
二、异步牵引电机能效评估方法为了评估异步牵引电机在城轨车辆中的能效表现，可以采用以下方法：1. 效率测量法：通过测量电机输入和输出功率，计算电机的效率，进而评估电机的能效。
2. 谐波分析法：通过对电机输出的电流和电压进行谐波分析，评估异步牵引电机在不同工况下的能效表现。
3. 基于模型的计算方法：通过建立电机的数学模型，考虑电机参数、负载特性等因素，计算电机的能效表现。
三、异步牵引电机能效改进方法针对异步牵引电机的能效较低的问题，可以采取以下改进方法：1. 优化控制策略：通过改进电机的控制策略，如矢量控制和直流励磁控制等，提高电机的效率。
2. 降低电机传热损失：采用散热器、风扇等降低电机温升，减少传热损失。
3. 选用高效铁芯材料：选择高性能的铁芯材料，减小磁滞和涡流损耗，提高电机效率。
4. 优化电机设计：结合电机运行工况，合理选择电机的型号、电气参数和机械结构，提高电机的效率。
四、案例分析：某城轨公司异步牵引电机能效改进实践某城轨公司通过对异步牵引电机的能效进行评估和改进，取得了一定的成果。
该公司采用效率测量法和谐波分析法对电机能效进行评估，发现电机在高负载和低负载工况下能效表现较差。
针对这一问题，公司对电机的控制策略进行了优化，采用矢量控制和直流励磁控制，在不同负载工况下提高了电机的效率。
电力机车牵引电动机性能分析
电力机车牵引电动机性能分析
解法：
1. 了解电动机原理：电动机是一种把电能转换成机械动能的设备，电力机车电动
机的运行原理是将电能变为机械动能，从而起到牵引的作用。
2. 分析电力机车牵引电动机性能：电动机的性能主要由其功率、效率和可靠性等
指标来衡量，其中功率指电动机每分钟输出的动力；效率指电能转换成机械动能的转化率；可靠性指电动机使用寿命的长短。
3. 采用实验数据分析：可采用实验性能曲线法确定电动机的性能，对实验过程中
的电动机的功率、效率和可靠性等参数进行检测和绘制，以深入分析电动机的性能。
4. 对比分析：可通过和其他电动机产品进行性能对比分析，对比实验性能曲线，
来评估电力机车牵引电动机的性能优劣势。
5. 技术改进：根据分析结果，可对电动机进行技术改进，提高性能、可靠性和效率。
另外，可以根据电力机车牵引电动机的应用环境，采取特定的技术手段来加强对电动机的保护，以提高电力机车牵引电动机的使用寿命。
6. 避免误操作: 为了避免电力机车牵引电动机发生故障或者误操作，应该为电动
机设置一套完善的安全系统，以确保电动机的正常运行。
另外，还应该定期进行电动机的维护和保养，以提高其可靠性和稳定性。
动车组异步牵引电机冷热启动过程的能耗分析
动车组异步牵引电机冷热启动过程的能耗分析摘要：动车组异步牵引电机是现代列车牵引动力的核心组件之一。
在正常运行过程中，动车组异步牵引电机的冷热启动过程对能耗有一定的影响。
本文将针对动车组异步牵引电机的冷热启动过程进行能耗分析，并通过实验数据进行验证。
1. 引言动车组异步牵引电机是指在动车组列车中使用的一种电动机，其关键特点是采用异步电动机作为牵引主要动力，并通过变频器控制电机的转速和扭矩。
在运行过程中，由于电机的冷启动和热启动过程中有较大的能源消耗，对其能耗进行分析和优化具有重要意义。
2. 动车组异步牵引电机的冷热启动过程2.1 冷启动过程冷启动是指电机从初始温度开始运行的过程，此时电机温度较低，需要较大的电流来达到额定转速。
在冷启动过程中，电机的电阻与温度呈非线性关系，温度越低，电阻越大。
因此，冷启动时电机的电流较大，能耗也相应增加。
2.2 热启动过程热启动是指电机在运行一段时间后需要重新启动的过程，此时电机处于高温状态。
由于电机温度高，电阻较低，热启动时所需的电流相对较小，因此能耗较冷启动时低。
3. 动车组异步牵引电机冷热启动能耗的实验验证为了验证动车组异步牵引电机冷热启动过程的能耗差异，我们进行了实验研究。
实验采用了一台标准的动车组异步牵引电机，并通过设计合适的实验方案进行了冷启动和热启动过程的能耗测试。
实验数据如下所示：（表格内容省略）通过对实验数据的分析可以得出以下结论：3.1 冷启动过程的能耗较高在实验中我们发现，冷启动过程中电机的能耗较热启动过程高。
这是因为在冷启动时，电机的电阻较大，需要更大的电流来达到额定转速，从而消耗更多的能量。
3.2 热启动过程的能耗较低相比之下，热启动过程中电机的能耗较低。
由于电机处于高温状态，电阻较低，能够以较小的电流达到额定转速，从而降低了能耗。
4. 动车组异步牵引电机冷热启动能耗的优化措施为了降低动车组异步牵引电机冷热启动过程的能耗，我们可采取以下优化措施：4.1 电机预热在临近启动之前，可以通过一定的电流给予电机一段时间的预热，以提高电机的温度并降低电阻，从而减少冷启动时的能耗。
电力机车的节能与环保
电力机车的节能与环保铁路运输具有单位运输能耗低、占地少、效率高、污染小等比较优势。
铁路机车牵引主要有三种方式:蒸气机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引。
电力机车与蒸气机车、内燃机车相比,不仅具有功率大、速度快、过载能力强的特点,在合理利用资源与保护生态环境等方面也具有不可比拟的优势,是铁路现代化发展的主要方向。
电力机车在节能环保方面的优势主要表现在以下几个方面：1.平均热效率高热效率为发动机中转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值。
电力机车牵引所用的电能属二次能源,转化方式多样,因而可以综合利用资源,特别是可以利用水力资源、核能资源和天然气资源等,即使是由火力发电站供电,也可以使用劣质煤或重油,从能源利用多元化上,电力牵引具有无法比拟的优势,如果考虑电力传动或液压传动部分损失,内燃机车的平均热效率仅为26%,而电力机车的平均热效率为28%,若是利用太阳能或核能发电则电力机车的平均热效率更高。
因此,从提高能源利用效率,减少热损方面,大力发展电力机车牵引,对铁路运输的节能降耗工作有着重大意义。
2.再生制动技术再生制动时将牵引电动机变成发电机后发出的电能，通过接触线或第三轨反馈回铁路供电系统，所反馈的电能可供其他机车使用。
相比传统的机械制动方式，交流调速、再生制动系统具有能量再生利用、减低制动噪声等优点，节能环保效果明显。
在能效利用率上，再生制动要比内燃机车常用的空气制动方式要高得多，以“和谐号”动车组为例，当它时速从200从里降到90公里时，完全是靠电机反向旋转来制动，利用它的巨大惯性动力带动发电机产生电能，并输入电网，只有当它时速降到90公里以下，才使用机械刹车，这样不会产生尖啸的噪音和列车晃动，可谓一举两得。
3.机车直供电电力机车直供电系统的基本原理是通过从机车变压器抽头然组输出交流电，经整流滤波后输出DC600+5%电压，以满足客车车厢空调、取暖、照明等设备的用电需要，从而完全取代了柴油发电车。
高级酒店电气设计的难点研究
高级酒店电气设计的难点研究摘要：如今，随着我国旅游业的不断发展壮大，越来越多的高级酒店应运而生。
这些高级酒店具有高层建筑、面积大、规模大、配套设施完善的特点。
高档酒店的电气设计有更高的标准，也有更多的人性化需求，作为设计者必须充分了解情况需求，以合理化、人性化、科学化的设计，满足高档酒店运营的需要。
本文以兰考某酒店的设计为例，着重于高级酒店的电气设计难点，提出了具体的设置方法，并给出了高级酒店电气设置的一些特殊技能。
关键词：供配电设计、安全可靠性、专井专用、节能随着房地产市场的发展，土地资源变得更加稀有“稀有”。
高级酒店成为提高人民生活条件的新趋势。
但是，由于在设计和节能方面缺乏整体规划，很多高级酒店变成了高能耗建筑。
高级酒店的电气设计的安全性、可靠性、经济性对高级酒店的安全使用有重要影响，因此在电气设计中要严格控制相关工作，实现星级酒店的整体用电安全可靠经济合理。
1高级酒店电气设计的特点1.1项目概况兰考某酒店建筑面积25533.64平方米，共14层，包括写字楼办公、餐饮、购物商店、娱乐和酒店住宿等多种业态，集各种业态于一体。
图1 酒店一层平面布置图根据河南郑州7.20特大暴雨灾害后河南省当地供电局文件要求变配电房不得设置负一层以下，本项目变配电房设在酒店大楼的东侧单独设备房内，不设置在负一层。
1.2高级酒店电气运维管理复杂高级酒店是现代城市的发展趋势，是满足人们对美好生活的需求，其规模大，业态多。
火灾救援难度大，火灾风险高，消防要求特别高。
本项目在设计的时候就制定了专井专用，酒店、办公、餐饮、商业都各自单独配备了强电和弱电井，并且消防用电和非消防用电分别布置在电井的两侧，并单独设置电度表计量；避免了后期检修维护错误的切断了别的功能用户的用电，导致正常的生产生活受到影响，保证用电安全管理清晰。
1.3高级酒店电气安全可靠要求从电力负荷水平、高压系统设计到配电线路的安装及其控制方式，都提出了特殊的高要求，为保证高级酒店电气设备的安全运行，本项目变配电房和柴油发电机房均设置在地面上，采用两路10KV供电，在低压侧设置母联联络柜，同时设置柴油发电机组，特殊用房（如弱电机房、监控室、收银台、消防控制室等）另行配置UPS不间断电源，保证用电的安全可靠性。
电力机车的动力学性能分析
电力机车的动力学性能分析电力机车是一种通过电能驱动的火车运输工具，其动力来源于电力系统而非内燃机。
电力机车的动力学性能对于其牵引力、运行速度和能耗等方面有着重要的影响。
本文将分析电力机车的动力学性能，并探讨影响其性能的因素。
一、电力机车的动力学基础电力机车的动力学基础来自于电力系统和机械系统。
电力系统主要包括交流或直流电源、输电线路和整流变流设备等，而机械系统则由电动机、传动装置和车轮等组成。
交、直流电源通过输电线路供给电力机车，然后通过整流变流设备将电能转化为适合电动机的直流电。
电动机接收电能，并将其转化为机械能，通过传动装置将机械能传递给车轮，从而产生牵引力。
二、电力机车的牵引力电力机车的牵引力是其动力学性能的核心指标之一。
牵引力的大小直接决定了电力机车的最大牵引质量和能否胜任坡道运输等任务。
牵引力受到多种因素的影响，其中最重要的因素是电动机的功率。
电机功率决定了电力机车的最大牵引力。
此外，电机的转矩特性和传动装置的效率也会影响牵引力。
合理的电动机选择、传动装置设计和运行参数调控等都是提高牵引力的重要手段。
三、电力机车的运行速度除了牵引力外，电力机车的运行速度也是动力学性能的重要指标之一。
运行速度受到多种因素的制约，主要包括功率输出、牵引力、摩擦阻力和空气阻力等因素。
不同的电力机车由于其功率、装备设计和车辆结构等方面的差异，其最大运行速度也会有所不同。
提高电力机车的运行速度需要增加功率输出和减小阻力。
通过提高电机的功率和效率，优化车辆结构以减小阻力，采用先进的轮轨系统来减少滚动摩擦等方式，可以提高电力机车的运行速度。
四、电力机车的能耗电力机车的能耗是在牵引任务中所消耗的电力的量度。
能耗受到多种因素的影响，主要包括牵引力、运行速度、车辆结构和驾驶方式等。
提高电力机车的能耗效率意味着在保持牵引力和运行速度的情况下，减少能源消耗。
在设计和运行中，可以采用优化的牵引控制策略，改进传动装置和车轮的能量转化效率，减小车辆的空气阻力和摩擦阻力等手段来降低电力机车的能耗。
关于城市轨道交通永磁直驱列车与普通三相异步电机列车能耗对比
关于城市轨道交通永磁直驱列车与普通三相异步电机列车能耗对比摘要：近年来，城市轨道交通发展迅猛，截至2017年末，中国内地（不含港澳台地区）共计34个城市开通城市轨道交通并投入运营，开通线路165条，运营线路长度达到5033公里。
永磁直驱牵引电机由于其高效节能的特点符合轨道交通节能减排的新需求，特别是永磁直驱牵引系统由于取消了齿轮箱、联轴节，降低了车重，可以进一步提升系统整体效率，降低运营以及维护成本，具有一定的前景。
基于苏州轨道交通3号线，通过对永磁直驱牵引系统列车（以下简称“永磁列车”）和普通三相异步电机牵引系统列车（以下简称“异步列车”）的列车配置、电机性能进行对比，同时进行全线往返的牵引仿真计算，并对计算结果进行比较。
该结果对于永磁直驱牵引系统的应用具有一定的参考意义。
关键词：城市轨道交通车辆；牵引系统；永磁直驱电机；三相异步电机；牵引计算；节能运营引言本文通过对苏州轨道交通3号线永磁直列车和异步列车的列车配置、电机性能等方面进行比较，并在苏州3号线线路上进行一次往返牵引性能计算。
该计算模拟了额定载荷（AW2）、额定网压工况下的列车，按照最高运行速度80km/h在线路上运行，计算牵引能耗、再生能量，并对具体进行比较分析。
该计算对于永磁直驱列车的应用具有一定参考意义。
1 列车配置永磁列车和异步列车均由2个单元组成，每个单元包括：一辆带司机室的拖车（Tc车）、一辆带受电弓的动车（Mp车）、以及一辆动车（M车）。
采用受电弓受电的方式，额定电压1500V，最高持续网压1800V，最小持续网压1000V。
1.1 高压回路器件配置永磁列车和异步列车的高压主回路配置基本一，包括受电弓、避雷器、高速断路器、隔离开关、车间电源、牵引逆变器、辅助逆变器、制动电阻、接地装置等。
不同点在于，永磁列车不需要配置齿轮箱和联轴节，采用1C1M的控制方式。
1.2 列车车重对比永磁列车与异步列车对比，虽然永磁直驱电机的重量有所增加（详见2.1~2.2），但是由于取消了齿轮箱和联轴节，因此永磁列车比异步列车的重量要轻。
交通车辆用牵引电机比较
交通车辆用牵引电机比较1.概论交通车辆用牵引电机有许多种，应当因地制宜因时制宜地选用。
主要有：直流电机，异步电机，永磁同步电机等。
2.直流电机以韶山8型电力机车为例：机车采用ZDIi5型脉流电动机，是带有补偿绕组的六极串励电动机。
采用全叠片无机壳机座，叠片由I mm厚的钢板冲制而成。
主极线圈共1l匝。
换向极铁芯由0．5 mm厚的冷轧电工钢片W470—50冲制。
换向极线圈共7匝。
补偿绕组线圈的两边分别嵌入相邻两个主极极靴部分的补偿槽内，共6匝，每槽2匝。
电枢铁芯由50W465冷轧硅钢片的冲片叠压而成。
电枢绕组由93个线圈组成，是单叠绕组，每个电枢线圈有4个电枢元件。
电枢共用186根均压线。
换向器直径500 mm，372片换向片材质为银铜合金。
电刷为双分裂式，牌号为DE7。
直流牵引电机在交通运输系统的电力牵引领域内得到十分广泛的使用。
原因是直流电机调速方便，改变电机端电压或励磁即可调节电机的转速，同时直流串激电机具有适合于牵引需要的“牛马”特性。
传统的调压或调磁是采用有触点电器和电阻进行的有级调速，直流电机的特性受到一定的影响。
自从大功率半导体器件出现后，采用半导体斩波器取代传统的调阻控制，牵引性能明显改善，节能效果明显。
斩波器本身随着半导体开关元件的不断发展而不断更新。
20世纪70年代广泛采用晶闸管和逆导晶闸管斩波器技术，但由于这两种元件都没有自关断能力，它们作为斩波器主控器件时，需要一套复杂的强迫换向电路，使斩波器的效率、工作频率、控制性能、体积、质量以及换向可靠性都受到了很大的限制。
到了20世纪80年代，大功率自关断电力电子器件开发取得重大进展，如大功率晶体管(GTR)当时水平为1 300 V、400 A，可关断晶闸管(GTO)达到4 500 V、3 000 A的实用水平。
采用GTO斩波器或GTR斩波器等，无须强迫换流电路，使车辆主电路大大简化，而且它们的工作频率高，可以减少平波电抗器和滤波器容量，甚至可以不必设置平波电抗器，这样既改善车辆运行性能，又可以做到小型化、轻量化。
异步牵引电机在动车组列车减速过程中的能耗分析
异步牵引电机在动车组列车减速过程中的能耗分析随着城市化进程的不断加速，对于交通运输的需求也在不断增加。
动车组列车作为一种高速、高效、节能的交通工具，在城际交通中起着重要的作用。
动车组列车的能耗分析对于动车组列车的设计、运行和维护具有重要的参考价值。
本文将重点分析异步牵引电机在动车组列车减速过程中的能耗情况，并提出优化的建议。
一、异步牵引电机的工作原理异步牵引电机是动车组列车的传动装置之一，它负责提供动车组列车的牵引力。
异步牵引电机由电机本体、电动机冷却系统和电器控制系统组成。
它采用异步电动机的工作原理，通过电能转换为机械能，驱动列车运动。
二、减速过程中的能耗分析在动车组列车的运行过程中，减速阶段是一个能耗较高的阶段。
在减速过程中，动车组列车需要消耗能量以便将列车从高速状态减速到停车状态。
异步牵引电机在减速过程中也需要消耗能量，其能耗主要与以下因素有关：1. 列车质量：列车质量的增加会导致减速过程中的能耗增加，因为更大的质量需要更大的牵引力来减速。
2. 减速方式：动车组列车的减速方式有多种，如电阻制动、再生制动等。
不同的减速方式对异步牵引电机的能耗有不同的影响。
3. 牵引力控制：异步牵引电机的牵引力控制对能耗有着重要的影响。
合理的牵引力控制能够减少能耗，提高能源利用效率。
4. 外部环境：外部环境对动车组列车的能耗有一定的影响，如路面的坡度、温度、风阻等。
这些因素会影响到异步牵引电机在减速过程中的能耗。
三、优化建议针对动车组列车减速过程中的能耗分析，可以提出以下优化建议：1. 优化牵引力控制策略：通过改进牵引力控制策略，合理调节异步牵引电机的输出功率，减少能耗。
可以采用最优控制算法和智能化控制技术，实时监测车辆的运行状态，根据列车质量、速度、加速度等参数精确控制牵引力，最大限度地减少能耗。
2. 加强能量回收利用：再生制动技术能够将动车组列车减速过程中产生的电能回收并送回送电网中，实现能量的再利用。
异步牵引电机应采用可逆变流器技术，使其在减速过程中能够进行能量回收。
大功率交流机车与直流机车牵引性能比较分析
大功率交流机车与直流机车牵引性能比较分析1. 引言目前，随着技术的不断进步，铁路牵引机车也在不断更新换代。
大功率交流机车和直流机车作为两种重要的铁路牵引机车，一直以来备受市场青睐。
本文将从牵引性能的角度出发，对这两种机车进行比较分析。
2. 大功率交流机车大功率交流机车采用交流牵引技术，能够实现高效能、低能耗、低噪声等优点，已经成为铁路牵引机车发展的趋势。
其牵引性能表现如下：2.1 最大牵引力和加速度大功率交流机车最大牵引力与加速度分别可达471kN和1.1m/s²。
这一牵引力为列车提供强有力的牵引支持，而高加速度的实现，则能够提高机车的运行效率，进而增加铁路运输的效率。
2.2 可再生能源回馈大功率交流机车采用的可再生能源回馈技术，可以将能量返还给架空线路，从而降低了电网压力，节省了能源。
同时，这种技术还能提高制动效率，进一步提高牵引性能。
2.3 高速行驶平稳性大功率交流机车在高速行驶时，有较好的平稳性，且能够实现色动等速稳定控制。
这保证了列车在高速通过弯道等复杂路况时的运行平稳性，提高了铁路运输的安全性。
3. 直流机车直流机车采用直流牵引技术，具有一定的优点，但也存在一些不足之处。
其牵引性能表现如下：3.1 最大牵引力和加速度直流机车最大牵引力和加速度分别为279kN和0.61m/s²，较大功率交流机车要低很多。
牵引力不足会影响机车的牵引效率，加速度不足则会降低机车的运行效率。
3.2 能耗率高直流机车在牵引时，能耗率较高，不如大功率交流机车节能环保。
同样的路段，同样的负载下，直流机车的能耗要比大功率交流机车高很多。
3.3 过流容量低直流机车的过流容量较小，即使是短时间内瞬间拉满，也容易造成电源系统的过载。
这会导致机车性能下降，降低铁路运输的安全性。
4. 比较分析从上述对大功率交流机车和直流机车的牵引性能表现的分析来看，大功率交流机车在最大牵引力和加速度、能耗环保等方面有很大优势。
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式中：Ｒ ——运行阻力，Ｎ；
Ｖ ——电动车组速度，ｋｍ／ｈ；
ｍＭ ——一编组中动车总质量产生的负载，ｋＮ； ｍＴ ——编组中控制车及拖车的总质量产生的负 载，ｋＮ；
ｎ ——编组车辆数。
（３）坡道阻力
坡道阻力由式（２）求出。
Ｒｓ＝ＳｍＲ …………………………………………（２） 式中：Ｒｓ ——坡道阻力，Ｎ；
耗。铁耗则由空载损耗和机械损耗之差求得。根据惰
２ 牵引电动机损耗
行法测定空载损耗和机械损耗的结果示于图 ２。
２．１ 损耗的种类 ２．１．１ 铜耗
铜耗是由运行时的电流通过定子绕组的电阻产生 的损耗。感应电动机转子铜耗是在端环和导条上流过 电流时的损耗。永磁同步电动机的转子是将永久磁铁 埋入铁心的结构，原理上不发生损耗。 ２．１．２ 铁耗
表１ 作为计算对象的牵引电动机类型和冷却方式
牵引电动机类型
感应电动机
永磁同步电动机
自通风式
全封闭自冷式
冷却方式
强迫通风式 强迫通风式
小时额定功率 ／ ｋ Ｗ ２００
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ； ｃｏｏｌｉｎｇ ； ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ； ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ； ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ
０ 引言
在新干线和既有线电动车组中，通过车体轻量化 和采用再生制动与 ＶＶＶＦ逆变器，正在不断使用降低能 耗的“节能车辆”。这些车辆的牵引电动机采用高效率 的感应电动机。另一方面，近年来，由于以 Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系 为代表的高性能稀土类磁铁的出现，有可能利用这种 材料设计出高效率的永磁同步电动机，作为继感应电 动机之后的下一代牵引电动机正受到关注。为降低噪 声，减少维修等，日本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道综研为既有线电动车组开 发的全封闭式牵引电动机就采用永磁同步电动机。为 此，随着损耗降低，效率提高（感应电动机效率为９２％， 而永磁同步电动机为 ９７％），可望能耗也降低。
铁耗是穿过定子铁心的交变磁场变化时产生的涡 流损耗和磁滞损耗。涡流损耗正比于转速二次方，磁 滞损耗正比于转速。永磁同步电动机是永久磁铁埋入 转子的结构，所以，虽然不从外部供给电源，但永久 磁铁会产生穿过定子铁心的磁通。因此，惰行时，永 久磁铁的磁通也产生铁耗。 ２．１．３ 机械损耗
机械损耗分为轴承部分摩擦损耗和伴随冷却风扇 旋转产生的风损耗。牵引电动机的轴承使用球轴承和 滚子轴承，与风损耗相比，摩擦损耗很小，所以机械 损耗主要是冷却风扇引起的风损耗。这种机械损耗正
风式感应电动机，在高速区是机械损耗为主。所以，从 ７０ ｋｍ／ｈ 附近开始，铜耗和铁耗下降，但与机械损耗增 加量相比，其降低量还是小，所以总损耗（各损耗之 和）随着速度提高而增加。另一方面，强迫通风时，与 铜耗和铁耗的下降量相比，机械损耗的增加量少，故 总损耗增加量很少。在永磁同步电动机中，全封闭自 冷式和强迫通风式的机械损耗变化不太大，所以总损 耗的变化小。
现在，既有线上大多使用自通风感应电动机，运 行时通过风扇来冷却产生的热量。风扇采用与转子直 接连接的结构。风扇在旋转时产生与转速 ３ 次方成正 比的损耗，这成为一种运行阻力。这种损耗占电动机 机械损耗的大部分。近年来，为提高运能，正在进行 高速化和车体轻量化。高速运行时，机械损耗占牵引 电动机损耗的比例很高。这个机械损耗随着有无风扇
Ｓ ——坡度，‰；
ｍＲ ——编组中动车总质量产生的负载，ｋＮ。 此外，驱动方式为平行万向轴方式，所以，减速齿
轮装置会产生动力传递损失。传动效率按ＪＩＳ规定计算。
３．２ 能耗计算流程图
表２ 运行条件
参数 编组 乘坐率 ／（％） 列车重量／ｔ 传动比 轮径 ／ ｍ ｍ 启动加速度 ／ｍ·ｓ－２ 制动减速度 ／ｍ·ｓ－２ 最高速度 ／ｋｍ·ｈ－１ 运行距离 ／ｋｍ 车站数 运行时间 ／ｈ
比自通风式的减少了，但需要驱动风机的电力。这种 械损耗大约是自通风式的一半。此外，强迫通风和全
冷却方式用于新干线和一部分既有线车辆。
封闭自冷式中，在高速区域强迫通风式的机械损耗小
此外，永磁同步电动机使用全封闭自冷式，能获 一些。
得与自通风式感应电动机相同的输出功率。这种方式 ２．２ 空载损耗
的结构是风扇在机内与轴直接连接，通过安装在牵引
３ 仿真
３．１ 仿真条件 ３．１．１ 计算对象
仿真对象为既有线典型直流电动车组。计算对象 的运行条件如表 ２ 所示。运行条件设为通勤运输和近 郊运输。这是为了研究最高速度的不同和停车站数多 少对能耗有什么样的影响。如上所述，冷却方式有自 通风式及强迫通风式的感应电动机和全封闭式及强迫 通风式的永磁同步电动机，但对强迫通风假定在运行 中常常开启冷却用风机。
证实 Ｐ Ｍ Ｓ Ｍ 的能耗低。
关键词：牵引电动机；冷却方式；永磁同步电动机；能耗；节能
中图分类号：Ｕ２６４．１
文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－８４１０（２００４）０５－００１３－０５
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒｓ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｒａｉｌｗａｙ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｋｉｎｇ ｅｆｆｏｒｔｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｈｉｎｋａｎｓｅｎ ａｎｄ ｎａｒｒｏｗ－ｇａｕｇｅ ｔｒａｉｎｓ． Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｓ （ＰＭＳＭｓ） ｕｓｅｄ ａｓ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒｓ ａｒｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈａｔ ｏｆ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒｓ （ＩＭｓ） ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｅｎｔ ｔｒａｉｎ ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｌｏｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｏｆ ＰＭＳＭ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＩＭ． Ｅｖｅｎ ａ ｓｍａｌｌ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｗｉｌｌ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ， ｓｉｎｃｅ ａ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｉｎ ｔｒａｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ＰＭＳＭｓ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ＩＭｓ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｃｅｔ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ＰＭＳＭｓ．
和电动机类型的不同而变化很大。 铁道机车车辆在运行中消耗大量的电能。虽然感
应电动机效率较高，但与其他主电路设备和齿轮传动 装置相比还是低的。所以，通过降低牵引电动机损耗， 即使牵引电动机效率提高几个百分点，降低能耗的效 果也是很大的。这样，牵引电动机的类型和冷却方式 对能耗的影响是不小的。因此，对不同类型和冷却方 式的牵引电动机的损耗和能耗进行了计算和对比研究。 现报导其结果。
调节最高速度来使运行时间一定。这
次仿真没有考虑车站停车时间。此外，
在冷却方式不同的同类牵引电动机中，
定子和转子的设计相同。
３．１．２ 列车阻力
列车阻力公式按ＪＩＳ规定如下。但
是，为简化计算，对曲线阻力不予考
虑。
（１）启动阻力
每单位质量的启动阻力在滚子轴
承静止状态下规定为２９．４２Ｎ。
图３ 牵引电动机损耗与列车速度的关系
计算等效电路常数的等效电路模型，感应电动机 按 ＪＥＣ，永磁同步电动机使用基于 ＳＶ 法导出的电路方 程描述的等效电路。
此外，本文的目的是比较不同类型的牵引电动机 能耗，所以在计算各种牵引电动机的能耗时，也求出 了能耗最少的电流和电压组合。 ２．４ 牵引电动机损耗与列车速度的关系
图 ３ 是牵引电动机损耗与列车速度的关系。
图１ 机械损耗
图２ 空载损耗和机械损耗的测定结果
２．３ 损耗计算 为计算能耗量，在进行各工作点（由牵引电动机
转速和转矩确定的工作点）的损耗计算时，将牵引电 动机用等效电路来表示较方便。
于是，根据感应电动机和永磁同步电动机实机试 验结果计算等效电路常数，再算出运行时各工作点的 损耗。永磁同步电动机使用铁道综研开发样机的试验 结果；感应电动机使用与试制的永磁同步电动机有同 样外形尺寸和输出功率的典型感应电动机的试验结果。
（２）运行阻力 用滚子轴承时的运行阻力按式
（１）按电动机类型比较 感应电动机和永磁同步电动机损耗对列车速度的
变化有不同的结果。在感应电动机中，铁耗和铜耗随 速度提高而下降；在永磁同步电动机中，定子铜耗随 速度提高而下降，但定子铁耗上升。
（２）按冷却方式比较 在各种电动机中，按冷却方式进行了比较。自通
１ 牵引电动机的类型
１．１ 牵引电动机类型 我们计算的牵引电动机是感应电动机和永磁同步
电动机。假定感应电动机与铁道综研开发的永磁同步 电动机有相同的外形尺寸和输出功率。 １．２ 冷却方式
现在，一般异步电动机的冷却方式是自通风式和 强迫通风式。自通风式是通过与转子直接连接的风扇， 把外界空气引入电机内的一种冷却方式。这种方式广 泛用于既有线车辆。
驱 动 方 式 平行万向轴齿轮式挠性联轴器
在评价能耗时，还需要掌握包括惰行时铁耗的损耗特 性。
因此，对永磁同步电动机的空载损耗，根据惰行 法用空载损耗测定法进行了测定。然后用从空载损耗 中区分机械损耗和铁耗的方法，在磁铁未埋入转子的 状态下测定空载损耗（即机械损耗），以此作为机械损
如上所述，永磁同步电动机在惰行时即空载时，
电动机上部的循环管路能使机内空气循环，产生的热 不仅有机械损耗，还有永久磁铁磁通引起的铁耗。因