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第二百四十三章 驱动电机的选择(1/2)

心中做出决定后,凌世哲暂时把给公司里的华人员工配股问题给放下,继续与江志华、陈善新两人探讨起来:“既然这台直流驱动电机,用的是汝铁硼永磁体,那这应该是稀土直流电机吧?”

“没错。”陈善新回答道:“东德的原240型机车使用的是电励磁无刷驱动电机,技术难度大,制造工艺复杂,汝铁硼成功后,我就用稀土永磁直流电机把它给换了下来。虽然都是直流电机,但稀土永磁直流电机的制作工艺要简单不少。唯一的技术难度是电机的控温和电机内部清洁,为避免水、灰尘、铁屑等腐蚀电机内部永磁体,电机我采用全封闭结构。

我采用的是无铁芯、无刷、无磁阻尼的结构,改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构,结合公司最新研发的电子智能变频技术,使电机系统效率比传统直流电机高85以上。

这种设计又四大性能优势:一是高效节能。电机功率因数高,无铁损、无磁阻尼,效率能得到极大的提高。

二是轻便节材,它体积小,重量只有240机车驱动电机的几分之一。可节约80的钢材,100的硅钢片,50的铜材。

三是调速性好,电机转速与电源频率保持恒定,可简化变频调速控制系统,调速范围宽,精度高;易制成多极、低速大功率电机,可取消齿轮箱、皮带轮等传动系统,实现直接驱动。

四是可靠性强。电机运行温升低,电机绕组采用高分子材料精密绝缘封装技术,环境适应性好,运行可靠。”

说起自己专业,陈善新一打开话匣子就停不住嘴,凌世哲耐着性子听他说完,说道:“这电机你说了这么多好处,那缺点又是什么呢?”

“这个……”

见陈善新迟疑。凌世哲笑道:“任何东西都有它的缺点和优点,有多少优点就有多少缺点。我们充分了解了这种电机所有的优、缺点,才能决定它的市场应用的领域和范围,这个道理你不会不知道吧?直说罢。它有那些缺点。”

对一个科学家来说,自己辛苦研制出得科学成果,就如同自己的孩子,在他们的眼里这个孩子只有优点,没有缺点。是完美无缺的,但现实情况是,任何东西都有自己的优、缺点。也就是凌世哲了,如果是别人这么说,陈善新会立马跟他翻脸,在他的眼里,自家的孩子怎么都好,不允许别人说他的孩子有缺点。

沉默了三分钟,陈善新才开口说道:“由于采用了无铁芯设计理念,电机里没有铁芯。因此磁路的磁阻增加,要产生同样强度的磁场,需要更强的磁铁,这会导致成本的上升。二是,这台无铁芯结构直流电机,在高速有优势,中低速没有什么优势。”

“这样啊。”凌世哲摸着下巴想着,240机车的车体结构能够承受的最大的额定时速是180公里/小时,实际最高运行时速是120公里/小时。陈建新设计的这台稀土永磁无铁芯直流驱动电机,在高速上优势。低速上没优势的特点来看,装在240型机车生也正合适,把列车稍微改造一下,就能达到160公里的运行时速。

这对直流电力机车来说。已经是达到它的运行极限了,如果想要把列车的运行时速继续提高,达到200公里或者是350公里的时速,就必须使用交流电机。

突然间,凌世哲想起了后世日本东铁路公司在2012年,推出的最高时速高达600公里的“子弹头”列车。所采用的电机也是这种无铁芯结构。如果在这个电机的技术基础上,搞出一种稀土永磁无铁芯交流电机,这不正好解决了分列式高速列车的动力装置了吗?

无铁芯结构电机的特点是什么?高速有优势,中低速没优势,这不正符合高速列车吗?

想到这里凌世哲有点热切的问道:“如果把它换成交流的,是不是……”

陈善新明白他指的是什么,说道:“董事长,想要搞出日本新干线那样的高速列车,我们还有很长的路要走。不论是交流还是直流,永磁电机都有一个共同的缺点,就是对环境特别是温度很敏感,温度过高或者环境过于恶劣,就很容易让电机里的永磁体会产生不可恢复的失磁风险,因此永磁电机在设计上都是采用封闭式设计,来避免水、灰尘、铁屑等腐蚀电机内部的永磁体。

但是这样一来,电机的散热就成了问题,特别是高速列车上使用的超大功率电机,发出的热量更是恐怖,因此,解决电机的控温问题,将是高速列车项目成败与否的关键。”

江志华插话道:“你不是说采用无铁芯结构设计的驱动电机,在运行时升温很低吗?那电机的温控应该很容易解决吧?”

“那是直流电机,”陈新华苦笑说:“永磁交流电机的发热量可比直流电机高多了,我为什么采用无铁芯结构?还不是因为无铁芯结构的电机发热量,是所有的其他结构的电机中最低的。”

“那欧洲和日本是怎么解决这个问题的?”

“日本是怎么解决这个问题的我不知道,因为日本一直把电机的温控技术做为他们的最高机密,”陈新华板着手指说道:“全世界目前也只有日本掌握了大功率驱动电机的温控技术,欧洲没有掌握这项技术,不然他们也不会无视动力分散式设计的优点,坚持使用最前和最尾的机车集中式动力驱动模式了。”

“原来是这样,我说嘛,分散式动力系统,明明有诸多的好处,欧洲为什么不用,原来根子是出在这

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