高速列車永磁牽引系統設計理論與方法研究

《高速列車永磁牽引系統設計理論與方法研究》是依託浙江大學，由方攸同擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速列車永磁牽引系統設計理論與方法研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：方攸同
• 項目類別：聯合基金項目

項目摘要

套用永磁電機技術對高速列車牽引傳動系統進行升級，提升其效率、可靠性和調速性能具有重要的理論意義和套用前景，其推廣將產生顯著的經濟與社會效益。目前，各已開發國家已在多條線路上實現了永磁電機牽引傳動系統的示範運行，我國也已開始高速列車領域的嘗試。工程實踐表明永磁電機牽引傳動系統的設計理論與方法尚不完善，某種程度上制約了裝備開發與工程實踐。本項目將圍繞設計理論中存在的牽引控制、電機設計、變流器設計、試驗技術與系統最佳化等方面的理論缺陷與技術瓶頸展開系統研究，最佳化理論模型，提高計算分析的效率與精度，實現系統條件下的全局最佳化，在此基礎上形成自主的高速列車永磁電機牽引傳動系統設計理論與方法，並通過數值仿真與半實物仿真、樣機研製與模型和實際樣機試驗進行驗證、最佳化與完善，為我國下一代高速列車研發提供支撐。

結題摘要

套用永磁電機技術對高速列車牽引傳動系統進行升級，提升其效率、可靠性和調速性能具有重要的理論意義和套用前景，其推廣將產生顯著的經濟與社會效益。目前，各已開發國家已在多條線路上實現了永磁電機牽引傳動系統的示範運行，我國也已開始高速列車領域的嘗試。工程實踐表明永磁電機牽引傳動系統的設計理論與方法尚不完善，某種程度上制約了裝備開發與工程實踐。本項目圍繞設計理論中存在的牽引控制、電機設計、變流器設計、試驗技術與系統最佳化等方面的理論缺陷與技術瓶頸展開系統研究，最佳化理論模型，提高了計算分析的效率與精度，實現系統條件下的全局最佳化，在此基礎上形成自主了高速列車永磁電機牽引傳動系統設計理論與方法，並通過數值仿真與半實物仿真、樣機研製與模型和實際樣機試驗進行驗證、最佳化與完善，為我國下一代高速列車研發提供支撐。本項目發明的各項技術的有效性和先進性通過實際運行得到了驗證並已套用於永磁空調、永磁城際列車、永磁捷運列車等相關產品，取得良好的經濟效益。運行結果表明與異步電機相比，列車百公里人均能耗下降12.46%，腳踏車年節電超過200萬度。項目已通過由多名國內同行知名專家的成果鑑定，評價為“整體技術居國際領先水平”。如果用永磁電機對現有高速列車進行全面替代，年節電超過60億度，按照最新的鐵路網規劃，未來我國將投入運行高速列車超過4000輛，如果完全用永磁電機進行替代，年節電將超過92億度，社會效益顯著。項目發表論文31篇、出版專著1部，申請發明專利19項，獲國家發明二等獎1項，中國鐵道學會科技進步一等獎1項，併入選由中國科學院、中國工程院評選的中國十大科技進展新聞。