机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 445-455.doi: 10.3901/JME.260734
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张一喆1, 储高峰1, 张志超1, 高翔1, 宋安东2, 陈吉永2
ZHANG Yizhe1, CHU Gaofeng1, ZHANG Zhichao1, GAO Xiang1, SONG Andong2, CHEN Jiyong2
摘要: 随着永磁同步电机在轨道交通领域的广泛应用,对其故障工况下运用安全性研究愈发必要。相间短路虽不属于永磁同步电机最常见的故障类型,但如若发生便会对轨道车辆运行安全造成严重影响。为了确保永磁直驱客运机车相间短路状态下的安全运用,同时探索该类型机车在短路故障工况下关键结构的动态响应,试验采用车辆滚动试验台、通过隔离接触器模拟机车正常运用及电机两相、三相短路工况,同步记录机车电机、轴箱、构架以及车体等结构的振动与载荷时间历程,并实时监控电机侧和变流器输出侧的电压和电流。研究表明,短路侧振动与载荷幅值普遍达到正常工况的5倍以上,三相短路瞬间响应虽大于两相短路,但其维持时间通常不超过0.5 s;两相与三相短路工况的频响特性虽有较大差异,但均表现出与速度级的高度相关性。研究系统地给出永磁机车结构在电机相间短路工况下振动与载荷的幅频特性,并对结构安全性进行了研究,本研究为永磁同步电机在机车领域的安全运用提供了数据支撑,具有良好的工程价值。
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