采用永磁直驱技术的客运电力机车轮对设计分析

姚 银，李 前，张志和，马呈祥

（中车大同电力机车有限公司 研究院，山西大同 037038）

20世纪90年代开始，以德国西门子公司、法国阿尔斯通公司、捷克斯柯达公司和日本川崎重工公司为代表的研究机构，开展了永磁同步系统的理论研究，探索永磁同步牵引系统在轨道交通上应用的可能性及实现直驱的可行性，随后，陆续有试验产品出现并进行装车考核，主要应用在动车、地铁等领域。

目前随着高性能永磁材料技术的发展和产业的深入，永磁电机技术和产品从基础研究阶段正在向大功率、适用型、宽范围和多领域方向发展。近几年来，国内轨道交通行业在城市轨道交通领域已经研制出了采用小功率永磁驱动的整车样机，但目前大功率永磁直驱技术的机车还是空白[1]。

2017年中车大同电力机车有限公司开始研发轴重21 t、最高运营速度160 km/h、轴功率1 200 kW的永磁直驱客运电力机车，已完成了大功率永磁直驱技术的机车成功研发和试制，目前正处于试验阶段。该机车相比既有机车转向架的变化及创新点主要为轮对驱动系统采用永磁直驱技术，其结构无牵引齿轮、齿轮箱等传动部件，具有减重、降噪、提高效率、免维护、寿命长、无污染等优点。但因牵引电机体积和输出扭矩的大幅增大，对轮对部件的结构设计、选材及强度具有较大的难点和挑战[2]。

针对采用永磁直驱大功率客运电力机车技术的轮对部分车轮、车轴的结构设计、选材提出了设计理念和思路，重点对车轮、车轴强度校核分析和注意事项进行了阐述。……