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摘要：近几年，伴随着我们国家铁路行业的快速稳定发展，我国的铁路机车数量激增。而牵引电机作为当前铁路机车不可缺少的一部分，其对于铁路机车的稳定性有着一定影响。在现今社会，以往所使用的牵引电机，已经不能够对高速铁路机车快速发展需求给予满足。这样的一种情况，自然而然的就限制了我国高速铁路机车的发展。而永磁电机作为一种新型的同步电机，其主要是通过永磁体的快速旋转从而产生强劲的电流，因此可以在提升牵引的效率的同时还能够保障铁路机车自身的稳定性，基于此，本文主要针对铁路机车牵引使用永磁电机的相关内容进行分析与总结，希望能够为铁路行业提供一些参照，推进我国铁路牵引电机的稳定发展。
关键词：铁路机车；永磁电机；牵引电机
1、前言
永磁电机属于一种比较新型的同步电机，他有很多的优势不仅性能好同时价格相对要便宜一些。因此，在牵引电机中使用永磁电机已经成为了我国高速铁路机车的首选。
永磁电机及其主要是依赖于永磁铁快速运转而出现磁场的一种同步电机，其目的是起到牵引的作用，并且能够把永磁铁运转产生的动能转换为电能，它主要的结构是铁心、转轴、永磁体。当前永磁电机主要有两种不同的类型，分别是：表面式的永磁电机与埋入式的永磁电机，这两种电机主要的差别就是在于表面式的永磁电机，并不会产生磁阻转距，因此，表面时的永磁电机和埋入式的永磁电机相比在牵引性能上相对较差。除此之外永磁电机还有两个特点，首先它的特点就是功率比较高，它的功率高主要体现在永磁电机使用的是永磁体的旋转去获得电流所以其在进行运行的过程中并不会出现定子铜耗，即便出现了定子铜耗，那么其消耗量也是非常少的，这样的一种情况就是得永磁电机自身的功率比较高，因此能够对铁路机车长时间持续运行的要求给予满足。永磁电机另外一个特点就是质量轻，其占用空间和传统的电机相比要小很多，永磁电机和异步电机相比来说它的质量要轻很多，因此更加适合在铁路机车上安装。
2 永磁电机的关键技术
（1）放退磁技术。可以说，永磁电机的核心技术就是其配备了永磁铁，但是如果永磁铁如果使其磁性的话，那么就会导致电极失去作用，在当前进行的研究结果中可以看出，永磁电机运转的时间和异步电机相比要更长一些，其出现的冲击电流也比较强，在电流不断的冲击下，永磁铁可能会出现推迟的情况，还有一点是永磁电机在实际运行的时候，温度会持续的提升，而高温也可能会导致电机出现短路的情况，这样一种情况也会令永磁电机存在退磁的风险。所以在设计永磁电机的时候，相关设计人员需要对永磁铁存在退磁情况给予关注，避免永磁体产生推迟的情况。作为永磁电机的设计人员，在对于电机磁场进行研究的过程中需要不断的对永磁电机的退磁曲线进行校正，通过这样的方式使得永磁电机在在高温的状况下仍然能够保持稳定正常的运转，另外，永磁电机的设计人员还需要对于电极材料的选择上给予关注，尽可能选择一些能够抗高温的材质。除此之外还需要对永磁体的磁性进行多次的测试，通常只有这样才能够保证磁性可以一直处于稳定状态。
（2）反电动势校核技术。永磁电机的电能主要是通过永磁体不断旋转而出现的，因此其不需要有外部的能量对其进行攻击，但是在永磁铁进行快速旋转过程中永磁电机其中的定子绕组会产生反电动势，如果产生了这种反电动势超出了永磁电机本身能够承受的限度，那么这个电机的软件就会受到不同程度的损坏。此外较高的反电动势也会使得电机的合闸产生困难。特别是在永磁电机出现短路的时候反电动势会使得电机自身的旋转速度不断的增加这种情况会使得电机出现损坏的可能性更大。所以在对永磁电机进行设计的时候相关设计人员需要对反动电视进行不断的核准，并且针对存在的问题制定出多种应对方案。按照铁路干线的差异去选择不同的设计方案。通过这样的方式确定有磁电机能够长时间使用提供保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如在城市干线中运行的铁路机车就可以选择反电动势比较低的设计方案，这样的一种方案能够降低电机的磁场电流，同时还能够使得电机的性能保持稳定。
3 铁路机车牵引中永磁电机的应用
（1）直接牵引电机。其自身是运用齿轮把动能传递到轮轴，这样的一种方式能够实现对电车牵引的目的。可是，在实际进行牵引会令齿轮在彼此咬合的过程中产生相对比较大的噪音，使得令电机的动能受损。而直流电机出现就能够很好的对于上述问题给予处置。滞留牵引电机自身尺寸和重量都是比较大的，除此之外在对其进行使用的时候还需要占用比较大的空间，除此之外在直接牵引电机实际进行运行的过程中还会对轨道造成比较强烈的冲击，这种情况会使得机车本身受到损害，而永磁电机和异步电机及直流电机相比来讲，其不仅仅质量比较高，同时其占地面积更小转速更能够满足汽车运行的要求。除此之外，其提供的电流也更加的平稳。因此永磁电机不管是在国内还是在国外都受到了人们的青睐。比如法国，就曾经有一家公司开发出了一台永磁电机的试用机，在其开发进行试用的时候，永磁电机展现出了超高的工作效率，将其与异步电机相比，永磁电机不论是在稳定性上还是在效率上都更加优秀一些，并且永磁电机在噪音方面也要比异步电机的噪音小很多。
（2）封闭牵引电机。铁路机车的牵引电机在持续运行过程中其电机的温度会不断的升高。基于这样的一种情况，作为牵引电机一般都会配备散热扇，可是配备了散热扇在实际工作的过程中也会出现问题，其产生的问题是在运行的过程中散热扇会将空气中存在的灰尘吹入至牵引电机中，灰尘进入到牵引电机后会令牵引电机的机体受到污染。因此，为了解决这一问题除了要在牵引电机的机身配备散热扇之外，还需要定期的去对牵引电机进行除尘工作。除此之外，散热扇出了会为牵引机带进灰尘，还会产生较大的噪音。而如果想解决这一问题就需要选择封闭式的机电结构。但是这样的一种方式肃然可以有效的减少牵引电机受到污染并且还能够避免牵引电机散单带来的噪，但是这样的一种情况，却令封闭牵引电机无法发挥出自身的优势。一家日本的公司曾经就针对这一情况研究开发过一台封闭式的永磁电机作为测试机，在对这台机器进行测试的过程中这家公司发现与异步电机尺寸相同，并且功率相同的封闭式电永磁电机，其不论是在降噪上亦或是在使用效率上都比以往的封闭式牵引机要高出很多。
（3）永磁电机的未来发展趋势。近几年，我国高速铁路建设速度不断提升，因此对于高速铁路机车的需求也就更高。而高速机车在发展的过程中不仅仅需要有质量轻的电机作为支撑，同时需要电机的体积减小的的同时提升工作效率，所以，作为设计人员需要对于永磁电机内部结构给予持续的优化，令永磁电机能够与当前我国高速铁路的发展需求保持一致。此外，在对定子结构进行设计上不但需要对于定子结构进行再次的设计，同时还需要另定子的速度得到提升，只有这样才能够令永磁电机自身的性能保持稳定的基础上。
结束语
永磁电机是一种新兴的电机，奇和异步电机相比其具备的优势更强，因此，其不仅仅能够提供比较稳定的电流同时其还有着较高的质量，并且占地面积较小，是未来铁路牵引电机发展的主要方向。因此我们国家需要不断的深入研究永磁电机，争取开发出更加适合我们国家铁路机车发展运行的永磁电机，为促进我国铁路行业的持续稳定发展添砖加瓦。
参考文献:
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[3]许峻峰，李耘茏，许建平.永磁同步电机作为机车牵引电机的应用现状及前景[J]. 铁道学报，2015（02）：130-132.
论文作者:白增程
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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