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永利游戏网址与轨道交通产业分析 通告时间:2018年5月15日 来:永利游戏网站

(此文发表于《新材料产业》杂志  2017-08-05)作者:陈占恒

轨道交通包括铁路和城市则交通,有运量异常、速度赶忙、安全准点保护环境节省能源和土地资源的优点,凡是国家重要基础设施和经济发展的动脉。努力提高轨道交通,造福国内钢铁、水泥、有色等产能过剩产业的产能释放,造福相关产业链的延伸,可以大幅度拉动国内经济发展。

铁路方面,2015年我国铁路里程已达到12万公里,其中高速铁路1.9万公里,快铁路4万公里。2016年我国高铁里程达2.2万公里,占世界高铁总里程的65%。华夏高铁已经成为我国著名世界的同张名片。“十三五”中,我国以更加健全高速铁路网络,形成八纵八左右主通道,到2020年,以实现迅速铁路营业里程3万公里,到2025年上3.8万公里左右。轨道交通方面,直至2016年终,共同30单城市开始通城轨交通运营,营业线路133长,毕竟长度达4152.8公里;发生48单城市在建线路总规模5636.5公里,比增长26.7 %;已经取得城轨交通建设项目批复的城市有58单,计划线路总规模为7305.3公里,总投资37018.4亿元;其中,14单城市投资计划超过1000亿元。数量表明,我国则交通行业已进大快速发展等。城市则交通具有节能环保、舒适安全、运力强大、节省土地等优点,凡是城市交通未来向上的重要趋势。啊推动城市则交通发展减少了审批障碍,有轨电车建设审批权于2013年下放省级政府,已有超过100单城市规划建设有轨电车。

轨道交通技术的中心是车子牵引系统。牵系统电气化已经成为轨道交通主流技术方向。电气化轨道交通具有运输能力十分、行驶速度快、吃能源少、营业资本低等优点,针对运量大的干线铁路和有陡坡、长大隧道的山区干线铁路实现电气化,在技术达到、经济上都发生明显的优越性。世界轨道交通车辆牵引系统历经第一代是直流电机牵引系统;第二代交流异步电机牵引系统,啊目前的主流技术;先后三代永磁同步电机牵引系统,凡是下一代机车牵引系统。

永磁同步牵引系统和异步牵引系统相比较具有以下优点:同是没有传递损耗小、噪声低;第二是转速平稳、过载能力强、可靠性和功率密度高;其三是体积小、重轻、效率高;四是电机采用全封闭结构维护简单,不论齿轮驱动,吃小,都寿命周期成本低;五是结构多样,转向架自由空间大,向调节能力强。永磁同步牵引系统已成为各发达国家竞相研究的技术热点。牵系统能耗约占轨道交通系统总能耗的40~50%。永磁牵引系统较传统的异步牵引系统能耗可退约11.5%。如果牵引系统附加再生能量系统,永磁牵引系统的归纳能耗可退30%左右。发生材料表明,同尊永磁电机可承载2华异步电机的运力并满足运行要求,永磁同步牵引电机能耗为497.198MVA.s,异步牵引电机能耗为550.068MVA.s,对比说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用全封闭水冷永磁直驱电机直接驱动轮对,效率高,还直驱过程无齿轮传动损耗,和目前主流的异步电机带齿轮传动的转向架相比,能耗降低了15%,节约优势明显。同条地铁每年通过节能可退运营资本400万元。同辆原来需要6动2拖的快速列车,使用永磁同步牵引系统可以就利用4动4拖,节省2部动车牵引系统整火车成本可退20%。华夏遭受车株洲电力机车研究所的永磁同步牵引系统的电机额定效率达了98%以上,以电机损耗降低到原来的叔分之平,明显降低了快列车的引能耗。

永磁牵引系统驱动电机的中心材料是永远磁体,凡是第三代轨道交通牵引系统的重要部件,决定在轨道交通车辆的动力品质、能耗和决定特性,可以使用钐钴永磁体或者钕铁硼永磁体。少种磁体钐钴磁体高磁能积钐钴永磁的最大磁能积可达到35 MGOe,工作温度高,居里温度670850℃,使用温度达到500℃;因为钴资源短缺,价格昂贵,异常范围商业化永磁牵引系统利用钐钴磁体成本压力较大;依照了解当前年毛坯产量约2400吨,难以为满足轨道交通稀土的前途需求。受到车株洲电力机车研究所有限公司开发的快速动车组永磁牵引电动机出于安全性、可靠性和稳定考虑用钐钴磁体;电动机采用全封闭强迫风冷、异常的内外循环冷却方式,既然满足全封闭防护等级要求,并且具备较好的散热效果。告知中对635kW永磁牵引电机各部的热场分布表明电机绕阻处温度高,但是不超过140°C。钕铁硼磁体磁能积的辩论极限值为64 MGOe,2006 年实验室样品已达到59.6 MGOe,工业产品已经超过55MGOe,磁性能优于钐钴磁体,居里温度320℃~460°C,工作温度与钐钴磁体相比较低,在150℃以下已经取得广泛使用,高工作温度200℃左右,但是如果长较多的重稀土金属铽镝;考虑到高速铁路的安全性,必须进一步增强钕铁硼永磁体的工作温度,或者为用钕铁硼磁体的引系统附加冷却系统降低钕铁硼磁体工作环境温度,才有可能使钕铁硼磁体满足高速铁路需求。轨道交通领域永磁同步传动系统中的永磁材料要求其内禀矫顽力Hcj(kOe)+最大磁能积(BH)max(MGOe)>60。我国已经研制出室温下综合磁性能指标内接受矫顽力Hcj(kOe)和最大磁能积(BH)max(MGOe)之和高于75的高性能烧结钕铁硼磁体,高工作温度高达230℃。可见,钕铁硼永磁体完全可以用于高速铁路牵引系统。

在美的家业政策环境推动下,寄自主开发的程序三代永磁牵引技术,“十三五”中我国永磁轨道交通将取得快速提高。发生材料表明,到2020年新增高铁、城市则交通列车永磁同步传动系统市场占有率将分头达到30%和50%。我国正式动车组车辆保有量密度约为1部/公里。十三五中,我国的高铁营业里程将增加1.1万公里,高铁新线建设的动车组新增需求约1.1万辆,平均每年增加2200部。据统计,同辆4动4拖永磁列车使用高性能永利游戏网址为0.25吨,如果新提高铁列车全部用永磁牵引系统,虽然“十三五”新提高铁列车对钕铁硼的总需求约为2750吨。其他“十三五”中城市则交通计划线路总规模为7305.3公里,如果全部用永磁牵引系统,大概需要钕铁硼1827吨。我国则交通对钕铁硼的总需求约4577吨,依照45万元/吨高性能钕铁硼价格计算,十三五间轨道交通可带动20.6亿元的钕铁硼市场。被市场需要影响,目前我国高性能钕铁硼永磁材料仅占钕铁硼永磁体产量的大概25%,前途则交通领域将针对高性能钕铁硼材料的需要具有一定拉动作用。

目前,法国阿尔斯通、加拿大庞巴迪、日本东芝的规则交通永磁同步牵引列车已进商业化的放开应用等。我国已经控制永磁牵引系统技术,啊我国发展现代则交通产业提供了稳固的技术保障,连在地铁、城市轨、动车和高铁等领域实现以。2011年终,沈阳地铁2号线首次用株洲电力机车研究所190kW永磁牵引系统。2014 年南车开研制的 690kW 永磁同步牵引系统成功实现装车考核。2015 1 月我国首列永磁高铁试车,营业考核30万公里后用在2017年实现载客运营。20165 月,受到车四方股份公司研制成功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 号线正式投入载客运营。轨道交通永磁同步牵引系统的商业化应用标志着我国已经打破了国外对高铁动力技术的垄断。

我国钕铁硼行业产能30多万吨,产量已达到14万吨,控制高性能钕铁硼永磁体生产技术,已经有满足轨道交通系统对钕铁硼需求的家业基础。轨道交通永磁同步牵引系统符合低碳节能经济发展理念,推动实现迅速绿色交通的进步对象。我国则交通牵引传动系统已实现从“跟创新”到“团结创新”的变化。寄自主研发的永磁同步电机牵引系统和丰富的稀土与钕铁硼产业基础,我国轨道交通产业有很强的国际竞争力。可以预料,我国则交通产业在“十三五”中以取得快速发展。尤其增强永磁牵引系统研发与使用,牢固提高国内市场,快占领国际市场,以被未来则交通带来好的经济和社会效益。稀土资源的末尾价值体现在被极端应用水平。即使永磁高铁来讲,稀土:钕铁硼:永磁牵引电机:高铁列车的产值比例约为1:5:10:6000,也就是说价值1亿元的稀土产品,可以撬动价值6000亿元的永磁轨道交通市场。装备先进永磁牵引系统的规则交通产业,以成为体现把稀土资源优势转化为经济优势的标志性战略新兴产业。

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