Россия
Россия
Цель: В статье рассматривается возможность применения синхронных электрических машин с постоянными магнитами (IPMsynRM) в качестве тяговых двигателей на электроподвижном составе железных дорог. Основное внимание уделено особенностям и характеристикам электродвигателя IPMsynRM с целью выявления перспектив его использования на железнодорожном транспорте. Методы: Проведен анализ различных вариантов исполнения электрических машин и особенностей управления ими при использовании в составе тягового электропривода. Результаты: Было установлено, что в качестве тягового двигателя возможно использование синхронного реактивного двигателя с постоянными магнитами IPMsynRM, который благодаря внутреннему расположению магнитов и немагнитным отверстиям в магнитопроводе позволяет обеспечить высокие удельные показатели мощности на единицу массы и объема, КПД, меньший вес и лучший пусковой момента. Обобщены характеристики и особенности IPMsynRM. Рассмотрены попытки его применения на электромобилях и электропоездах, что позволяет выдвигать его на роль потенциального двигателя для транспортных средств. Практическая значимость: Результаты работы имеют значение для транспортной отрасли, так как расширяют представления об особенностях энергоэффективного электродвигателя IPMsynRM с точки зрения его использования в составе тягового электропривода электроподвижного состава на железнодорожном транспорте.
Электродвигатель, транспортная отрасль, ротор, тяговая система, синхронный тяговый двигатель, постоянные магниты
1. Steimel A. Electric Traction-Motive Power and Energy Supply / A. Steimel // Oldenbourg Industrieverlag GmbH: Munich, Germany. — 2008.
2. Bolvashenkov I. Methodology for Selecting Electric Traction Motors and its Application to Vehicle Propulsion Systems / I. Bolvashenkov, J. Kammermann, H. Herzog // Proceedings of the International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion. — 2016. — Pp. 1214–1219.
3. Le Moal E. The Permanent Magnet Synchronous Motor from a Customer Point of View: REGIO 2N vs. REGIOLIS / E. Le Moal, A. Chamaret, P. Mannevy, O. Bouger // Proceedings of the International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles & International Transportation Electrification Conference. — 2016. — Pp. 1–4.
4. Matsuoka K. Development trend of the permanent magnet synchronous motor for railway traction / K. Matsuoka // IEEJ Trans on Electr Electr. — 2007. — Vol. 2. — Iss. 2. — Pp. 154–161.
5. Pellegrino G. Performance comparison between surface-mounted and interior PM motor drives for electric vehicle application / G. Pellegrino, A. Vagati, P. Guglielmi, B. Boazzo // IEEE Trans. Ind. Electron. — 2012. — Vol. 59. — Iss. 2. — Pp. 803–811.
6. Казакбаев В. М. Разработка высокоэффективного синхронного реактивного двигателя: автореф. дисс. … канд. техн. наук / В. М. Казакбаев. — Екатеринбург, 2017. — 22 с.
7. Taghavi S. Design of Synchronous Reluctance Machines for Automotive Applications / S. Taghavi. — Concordia University Montreal, Quebec, Canada, 2015.
8. Vagati A. Design criteria of high performance synchronous reluctance motors in Industry Applications Society Annual Meeting / A. Vagati, G. Franceschini, I. Marongiu, G. P. Troglia // Conference Record of the 1992 IEEE. — 1992. — Vol. 1. — Pp. 66–73.
9. Polater N. Technical review of traction drive systems for light railways / N. Polater, P. Tricoli // Energies. — 2022. — Vol. 15. — Iss. 9. — P. 3187.
10. Yang P. Energy-Efficient Train Control: A Comparative Study Based on Permanent Magnet Synchronous Motor and Induction Motor / P. Yang, Ch. Fuwang, Ch. Feng, W. Chaoxian et al. // IEEE Transactions on Vehicular Technology. — 2024. — Pp. 1–13.
11. Kondo M. Application of permanent magnet synchronous motor to driving railway vehicles / M. Kondo // Railway technology avalanche. — 2003. — Vol. 1. — Iss. 6.
12. Liu X. Research on the performances and parameters of interior PMSM used for electric vehicles / X. Liu, H. Chen, J. Zhao, A. Belahcen // IEEE Trans. Ind. Electron. — 2016. — Vol. 63. — Iss. 6. — Pp. 3533–3545.
13. Yu D. Design and comparison of interior permanent magnet synchronous traction motors for high speed railway applications / D. Yu, X. Y. Huang, Y. T. Fang, J. Zhang // IEEE Workshop on Electrical Machines Design, Control and Diagnosis (WEMDCD). — 2017.
14. Barcaro M., Fornasiero E., Bianchi N., Bolognani S. Design procedure of IPM motor drive for railway traction. IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), 2011.
15. Ansari A. A. A Review of Different Motor Types and Selection of One Optimal Motor for Application in EV Industry. International Journal of Electrical and Power Engineering, 2022, vol. 16, Iss. 1, pp. 1–7.
16. Malan J., Kamper M. J., Williams P. N. T. Reluctance Synchronous Machine Drive for Hybrid Electric Vehicle. IEEE, 2001, vol. 37, Iss. 5, pp. 1319–1324.
