城轨车辆用牵引电机分析
城轨车辆用牵引电机分析
城轨车辆用牵引电机分析
学院：电气工程学院 班级：磁浮 01 学号：20121485 ：孟振强
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城轨车辆牵引—永磁同步电机
一．永磁同步电机的原理 在电动机的定子绕组入三相电流，在通入电流后就会在电动机的
定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁 极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的 旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产 生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程看成 是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶段 中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是其 在异步转矩、永磁发电制动转矩起的磁阻转矩和单轴转子磁路不对称, 等一系列的因素共同作用下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡 着上升的。在起动过程中，只有异步转矩是驱动性,电动机就是以这 个转矩来得以加速的 , 其他的转矩大部分以制动性质为主。在电动 机的转速由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩 的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，进而出现转速 的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用 下被牵入同步状态。 二．永磁同步电机的结构
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以永磁同步电机的这种结构被比较多的应用于在传动系统中，但是其 缺点也是很突出的，例如制作成本和漏磁系数与面贴式的相比较都要 大的多。嵌入式的永磁同步电机中的永磁体是被安置在转子的部，相 比较而言其结构虽然比较复杂，但却有几个很明显的优点是毋庸置疑 的，因为有以高气隙的磁通密度，所很明显的它跟面贴式的电机相比 较就会产生很大的转矩；因为在转子永磁体的安装方式是选择嵌入式 的，所以永磁体在被去磁后所带来的一系列的危险的可能性就会很 小，因此电机能够在更高的旋转速度下运行但是并不需要考虑转子中 永磁体是否会因为离心力过大而被破坏。
城轨车辆用异步牵引电机的轴承寿命分析与改进
城轨车辆用异步牵引电机的轴承寿命分析与改进引言：城轨交通系统是现代城市中重要的公共交通工具之一，对于人们出行、减少交通拥堵、改善环境质量等方面具有重要作用。
而城轨车辆的牵引系统中，异步牵引电机是至关重要的组成部分之一。
然而，由于长时间运行和频繁操作，城轨车辆用异步牵引电机的轴承寿命存在一定的问题，需要进行深入的分析和改进。
1. 异步牵引电机轴承寿命的重要性及现状分析异步牵引电机轴承的寿命直接关系到城轨车辆的安全性、可靠性以及运行成本。
目前存在的问题主要体现在以下几个方面：（1）轴承故障率高：由于城轨车辆的长时间运行和大负荷工况，牵引电机的轴承容易出现疲劳、磨损、断裂等故障。
（2）维修成本高：轴承故障引发的维修成本高，包括零件更换、工时费等费用，给城轨运营企业造成了不小的经济压力。
（3）运行安全性低：轴承故障可能导致列车失去动力或轨道交通事故，对乘客安全构成潜在威胁。
2. 异步牵引电机轴承寿命分析为了分析异步牵引电机轴承寿命，需要考虑以下几个因素：（1）负荷特性：城轨车辆的负荷特性复杂，包括启动、加速、制动等工况。
牵引电机在不同负荷下工作，轴承所受力有所不同，从而影响了寿命。
（2）润滑方式：润滑方式对轴承寿命也有一定的影响。
目前的润滑方式主要有油润滑和脂润滑两种，各自有其优劣之处。
（3）安装结构：轴承的安装结构、轴承盖结构等因素也会影响轴承的使用寿命。
3. 改进措施（1）负荷分析：通过对城轨车辆运行过程中的负荷特性进行监测与分析，找出负载状况变化较大的区间，并根据不同区间调整电机控制策略，减小轴承受力。
（2）润滑改进：在润滑方式上，可以考虑使用更先进的润滑材料，如纳米润滑材料、润滑膜等，以提高润滑效果。
此外，定期检查润滑系统，确保润滑油或脂的质量和量符合要求。
（3）结构改良：改良轴承的安装结构，或使用更耐磨、耐腐蚀性能更好的材料，以增加轴承的使用寿命。
4. 寿命监测与维护为了保障城轨车辆用异步牵引电机的轴承寿命，需要建立相应的寿命监测与维护机制：（1）轴承寿命监测：通过对城轨车辆异步牵引电机轴承的工况、振动、噪声等参数进行实时监测，并结合专业的寿命模型，预测轴承的使用寿命，及时采取措施进行维护。
交流电动机—城轨车辆牵引电机维护与检修(列车电机)
定子
转子
轴承
端盖
…
构成
接线盒
交流牵引电机的转子
交流牵引电机的定子
牵引电机
个别传动 一台牵引电动机只驱动一个轮对
传动方式 借助电机轴上的小齿轮驱动轮对轴上的大齿轮来实现机车牵引运行的。
悬挂方式 抱轴式悬挂和架承式悬挂
优点
可单独切除故障电机，不会影响其他电机工作，充分利用了机车下部空间。
缺点
个别轮对容易空转，从而使机车的粘着牵引力降低。
06
必须尽可能地降低牵引电动机单位功率的重量，使电磁材料和结构材料得到充 分利用。
牵引电动机固装在转向架构架上，牵引电动机全部是簧上质量，称为架承式悬挂。 采用球面齿式联轴节与齿轮箱将电机轴与动轮对连接起来。 牵引电动机架悬式由于簧下质量小，适用于快速和高速机车。
牵引电动机必须满足的要求
01 应有足够大的起动牵引力和较强的过载能力。
具有良好的调速性能。保证机车在不同行驶条件下，有宽广的速度调节范围，并在
抱轴式悬挂
1-机车动轮 2-大齿轮 3-牵引电动机 4-小齿轮 5-橡胶件
6-安全托板 7-枕梁 8-拉杆 9-橡胶件 10-轮轴
牵引电动机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在转向架构架的 横梁或端梁上的安装方式。
牵引电动机质量的一半支悬在构架上，为簧上质量，故称半悬挂。 牵引电动机的另一半质量压在车轴上，为簧下质量。
牵引电机（城轨车辆）
牵引电机经联轴器、齿轮箱与动车（MP车、M车）的驱动轮对机械连接，按照运行要求 提供牵引力和制动力使车辆加速或制动。
每台动车转向架配有两台牵引电机。 每台牵引电机由牵引逆变器提供的三相交流电压供电。 在列车制动过程中，牵引电机将作为发电机工作，将列车的动能再生为电能。
异步牵引电机在城轨车辆中的振动与故障检测
异步牵引电机在城轨车辆中的振动与故障检测引言：随着城市交通的不断发展，城轨交通系统作为城市公共交通的重要组成部分，承载着越来越多的乘客出行需求。
而在城轨车辆的运行中，异步牵引电机作为主要动力源之一，起着关键作用。
然而，由于工作环境复杂、运行负荷大、运行时间长等因素，城轨车辆中的异步牵引电机常常面临振动与故障问题。
因此，本文将就异步牵引电机在城轨车辆中的振动与故障检测进行探讨。
一、异步牵引电机的工作原理异步牵引电机是一种常用的城轨车辆动力源，其工作原理主要基于电磁感应。
当电机输入电源后，电流通过定子线圈，形成磁场。
由于感应与转子的相对运动，感应到的磁场将产生电流，从而形成转子磁场。
转子磁场与定子的磁场交互作用，产生转矩，带动车辆运行。
二、异步牵引电机的振动问题1. 振动来源城轨车辆运行过程中，异步牵引电机的振动主要来源于以下几个方面：（1）电机内部的非线性磁路导致的电磁力变化；（2）电机运行时产生的电磁振动；（3）电机系统结构、零部件的松动、变形等机械因素；（4）电机与车辆轴的传动系统的不平衡。
2. 振动影响异步牵引电机的振动问题不仅会影响车辆的舒适性，还会对车辆的安全性和持久性造成威胁。
强烈的振动不仅会导致乘客的不适，还可能加速车辆结构的疲劳破坏，甚至引发故障。
三、异步牵引电机振动的故障检测方法为了及时发现异步牵引电机的振动问题，提前做出维修和保养，需要采用有效的故障检测方法。
以下是几种常用的振动故障检测方法。
1. 加速度传感器检测法利用加速度传感器安装在电机或车辆上，实时检测电机振动信号，并通过信号处理和分析来判断电机振动是否异常。
这种方法可以实时监测振动情况，并通过与预设阈值进行比较来判断是否存在故障。
2. 频谱分析法频谱分析法是一种通过分析振动信号的频谱来判断是否存在故障的方法。
通过采集振动信号，并将其转换为频谱图，可以清晰地看到信号中各个频率成分的特征。
通过对比正常和异常状态下的频谱图，可以发现异常频率分量，进而判断电机是否存在故障。
城轨车辆用异步牵引电机的供电系统设计
城轨车辆用异步牵引电机的供电系统设计随着城市交通的快速发展，城轨交通系统成为了现代城市中常见的交通方式之一。
作为城轨车辆的主要动力装置，异步牵引电机在城轨交通系统中起着至关重要的作用。
为了确保城轨车辆的安全、高效运营，供电系统的设计至关重要。
一、供电系统的基本原理供电系统作为城轨车辆的动力来源，需要提供足够的电能来驱动异步牵引电机，确保车辆的正常运行。
供电系统基本原理如下：1. 直流供电系统：城轨车辆常采用直流供电系统，其主要原理是通过集电靴和接触线之间的接触实现电能传输。
供电系统分为架空接触网和第三轨两种常见形式。
架空接触网通过接触线向集电靴提供电能，集电靴与电机之间的干接触方式能够保证电能传输的稳定性和可靠性。
第三轨供电方式则是利用放置在地面的导电轨道，通过接触线与第三轨之间的接触实现电能传输。
2. 异步牵引电机：异步牵引电机是城轨车辆常见的动力装置，其工作原理是通过电能转换成机械能，驱动车辆运行。
异步牵引电机由定子和转子构成，定子绕组由电磁铁和电气器件组成，转子上则包含短路环和绕组。
二、供电系统的关键设计考虑因素在设计城轨车辆用异步牵引电机的供电系统时，需要考虑以下关键的设计因素：1. 电能传输的可靠性：供电系统的设计应该保证电能能够稳定、可靠地传输到异步牵引电机，避免因供电不稳定而导致的车辆故障或停机。
2. 效率和能耗：供电系统的设计应该尽可能地提高能源利用效率，并降低能耗，以实现城轨车辆的节能目标。
3. 电气安全：供电系统应设计电气安全机制，确保城轨车辆及乘客的安全。
例如，应设置过载保护装置和短路保护装置，以防止电能传输中的意外故障。
4. 抗干扰能力：由于城市交通环境的复杂性，供电系统应具有良好的抗干扰能力，以减少外部干扰对电能传输的影响。
5. 维护和管理便捷性：供电系统应设计成易于维护和管理的结构，以方便日常检查、维修和替换。
三、供电系统设计的主要构成部分城轨车辆用异步牵引电机的供电系统主要由以下几个构成部分组成：1. 接触网或第三轨：供电系统的基本结构，通过接触线和集电靴与车辆进行电能传输。
城轨车辆用异步牵引电机的电机启动控制策略
城轨车辆用异步牵引电机的电机启动控制策略引言城轨交通是当今城市化进程中不可或缺的一部分，它为城市居民提供了快捷、便利和环保的出行方式。
而城轨车辆的牵引电机起着至关重要的作用，电机启动控制策略对城轨车辆的性能和节能效果有着直接影响。
本文将探讨城轨车辆中使用的异步牵引电机的电机启动控制策略的相关内容。
1. 异步牵引电机基本原理和特点异步牵引电机是城轨车辆中常用的一种电机类型。
它由转子和定子组成，通过电磁感应的原理实现机械能转换。
相比于其他类型的电机，异步牵引电机具有结构简单、制造成本低、维护方便等特点。
2. 异步牵引电机的电机启动过程电机启动过程是指将电机从停止状态下转速为零的状态，加速到额定转速的过程。
异步牵引电机的启动过程对于城轨车辆的性能和电力系统的稳定性具有重要意义。
3. 异步牵引电机启动控制策略（1）直接启动控制直接启动控制是最简单和常见的启动控制策略，它通过将电机直接接入电源并施加额定电压，使得电机加速到额定转速。
直接启动控制的优点是结构简单、控制成本低。
然而，直接启动会造成启动电流冲击，对电力系统造成压力，同时也会对电机本身造成损害。
（2）无选择器电流启动控制无选择器电流启动控制通过控制电机的电流进行启动控制。
它使用起动调压器来改变电机的起始电流大小，以减小启动过程中的冲击电流。
这种控制策略可以减小对电力系统的冲击，同时对电机本身也具有保护作用。
（3）电压降低启动控制电压降低启动控制通过在启动过程中降低电机的供电电压，来减少启动过程中的电流冲击。
该控制策略可以在一定程度上减轻电力系统的压力，但也可能影响到电机的性能。
（4）转子电阻启动控制转子电阻启动控制是通过在电机转子电路中串联电阻来降低起动时的电流冲击。
该策略可以实现较平滑的启动过程，并有效减小电力系统的冲击。
4. 异步牵引电机启动控制策略的选择与优化在实际应用中，选择适合的启动控制策略对于城轨车辆的性能和效果至关重要。
同时，还需要对启动控制策略进行优化，以提高城轨车辆的性能和能源效率。
城轨车辆用异步牵引电机的实时故障检测方法
城轨车辆用异步牵引电机的实时故障检测方法引言：随着城市轨道交通的迅猛发展，城轨车辆的运行安全和正常使用变得尤为重要。
其中，异步牵引电机作为城轨车辆的主要动力来源之一，其运行状态的可靠检测对于保障车辆运行的安全性和稳定性具有重要意义。
本文将介绍一种城轨车辆用异步牵引电机的实时故障检测方法，旨在提高城轨车辆的运行安全性和可靠性。
一、介绍异步牵引电机的工作原理1.1 异步牵引电机的构成异步牵引电机是一种三相感应电机，由定子和转子组成。
定子上绕有三相绕组，转子由导线绕成，但不与电源相连。
1.2 异步牵引电机的工作原理当端子上施加电流时，定子绕组产生旋转磁场。
由于转子不直接和电源相连，它会受到旋转磁场的影响，开始旋转。
转子的旋转速度始终滞后于旋转磁场的速度，这就是异步牵引电机的工作原理。
二、异步牵引电机故障检测的重要性2.1 异步牵引电机故障的危害异步牵引电机故障可能导致城轨车辆停机，严重影响线路的运输能力，甚至危及乘客的安全。
2.2 实时故障检测的必要性传统的故障检测方法往往在车辆停机之后才能进行，这不仅导致停机时间延长，还使得故障所造成的后果无法事先得到预防。
因此，实时故障检测方法的研究与应用势在必行。
三、异步牵引电机实时故障检测的方法3.1 电机参数检测通过对异步牵引电机的电流、电压、转速等传感器所获取的参数进行实时检测，可以判断电机是否存在故障。
例如，当电机转速明显下降时，可能存在转子断条的故障。
3.2 振动检测通过安装振动传感器监测异步牵引电机的振动情况，可以提前发现电机的反馈振动异常，并据此判断是否存在故障。
例如，电机的振动频率突然增加可能意味着存在轴承故障。
3.3 温度检测利用温度传感器监测异步牵引电机的温度变化，可以检测电机是否过热、绝缘是否存在问题。
过高的温度表明电机可能存在绝缘故障或电机通风不良。
3.4 声音检测通过安装声音传感器对异步牵引电机的工作声音进行监测，可以检测电机是否存在异常噪音。
城轨车辆牵引的实现及故障分析
城轨车辆牵引的实现及故障分析关键词：城市轨道交通、牵引、故障分析引言：城轨车辆的运行是通过受电弓将触网的1500V的直流电引到牵引系统，通过电流的转换（直流电转换为交流电）传输到牵引电机，从而带动转向架轮对的旋转使列车行进。
牵引系统是车辆的重要组成部分。
牵引系统为列车提供所需动力，用于控制列车电机工作。
牵引系统由受电弓、避雷器、隔离开关、高速断路器、高压箱、牵引逆变器、牵引电机、接地装置等组成。
一．实现牵引的原理要让列车实现牵引，可从车辆牵引系统电路的高压部分和低压控制部分（以郑州某项目的为例）来详细说明牵引系统的工作原理。
1、高压部分原理图如下：图1 高压分配原理图分析：触网1500V的直流电源通过B车上的受电弓受流，到高压箱内的闸刀开关（闸刀开关有：受电弓位、刀开关位、接地位，通过这个刀开关，打到不同的电源位实现不同的供电模式的转换。
外接库用电源插头通过一个车下供电插头连接到车间供电直流1500V的供电系统上，实现库内外接DC1500V），打到受电弓位将DC1500V引到高压箱中的母排上，再分别通过高速断路器供电到B、C车的牵引箱，将直流电压转换为变压变频（VVVF）的3相交流输出，给牵引电机供电，为列车提供所需的牵引力，从而实现列车的加速控制。
2、低压控制部分原理图如下：图2 牵引控制原理分析：司控器方向手柄向前，牵引手柄100％全牵，牵引指令控制回路中，要求所有停放制动缓解，27-K108吸合，司机台停放制动缓解灯亮，或停放制动旁路开关27-S103打到旁路位；无外接库用电源供电且库用电源端盖盖好锁扣到位，或无库用电源旁路开关31-S102旋钮打到合位；车辆所有左侧车门81-K110、右侧车门81-K109继电器吸合，左右侧车门全部关闭到位，或门关好旁路81-S110旋钮打到合位；经过牵引允许回路91-K04继电器吸合，或ATP91-K10打到切除位；整车紧急继电器22-K125吸合，紧急制动缓解，司机台所有制动缓解灯亮，（列车没有以上任何制动）；牵引指令经过列车线到每节车的牵引箱，给牵引电机牵引命令。
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西门子针对未来城市轨道车辆 S y n t e g r a 开发了 P M S M
Te
3 2
np
s
is
永磁同步电动机在
坐标系中的数学模型可
以表达如下：
定子电流： is is jis
定子磁链： s s j s
电磁转矩：
Te
3 2
np
sis
s is
永磁同步电动机在转子旋转坐标系 d-q 中的数学模
型可以表达如下：
定子电压：
ud
Rsid
d d
dt
r q
定子磁链：
设计者在设计电机时，为保证电机的可靠性，通常会在用户要求的功 率基础上，进一步留一定的功率裕量，这样导致在实际运行的电机 90%以上是工作在额定功率的 70%以下，特别是在驱动风机或泵类负 载，这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲，其在轻载 时效率很低，而永磁同步电机在轻载区，仍能保持较高的效率，其效 率要高于异步电机 20%以上。
c、由于永磁同步电机功率因数高，这样相比异步电机其电机电流更 小，相应地电机的定子铜耗更小，效率也更高。
d、系统效率高：永磁电机参数，特别是功率因数，不受电机极数的 影响，因此便于设计成多极电机（如可以 100 极以上），这样对于传 统需要通过减速箱来驱动负载电机，可以做成直接用永磁同步电机驱 动的直驱系统，从而省去了减速箱，提高了传动效率。
为了简化和求解数学模型方程，运用坐标变换理论,通过对同步 电动机定子三相静止坐标轴系的基本方程进行线性变换，实现电机数 学模型的解耦 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
q
C
us
isq
qc
is
dc s
is
d
is
isd
r
f
0
A
C
us ：定子电压
A、B、C ：定子三相静止坐标系
is
：定子电流
、 ：定子两相静止坐标系
d、q s ：定子磁链矢量
2、功率因数高：
由于永磁同步电机在设计时，其功率因数可以调节，甚至可以设 计成功率因数等于 1，且与电机极数无关。而异步电机随着极数的增 加，由于异步电机本身的励磁特点，必然导致功率因数越来越低，如 极数为 8 极电机，其功率因数通常为 0.85 左右，极数越多，相应功 率因数越低。即使是功率因数最高的 2 极电机，其功率因数也难以达 到 0.95。电机的功率因数高有以下几个好处： a、功率因数高，电机电流小，电机定子铜耗降低，更节能；
以永磁同步电机的这种结构被比较多的应用于在传动系统中，但是其 缺点也是很突出的，例如制作成本和漏磁系数与面贴式的相比较都要 大的多。嵌入式的永磁同步电机中的永磁体是被安置在转子的内部， 相比较而言其结构虽然比较复杂，但却有几个很明显的优点是毋庸置 疑的，因为有以高气隙的磁通密度，所很明显的它跟面贴式的电机相 比较就会产生很大的转矩；因为在转子永磁体的安装方式是选择嵌入 式的，所以永磁体在被去磁后所带来的一系列的危险的可能性就会很 小，因此电机能够在更高的旋转速度下运行但是并不需要考虑转子中 永磁体是否会因为离心力过大而被破坏。
表1 I C E3 异步电动机与 P MS M 主要参数对比
主要参数
异步电动机
额定功率/kW 传动比
起动牵引力 /(kN·m) 牵引电动机重量 /kg 牵引电动机最大效率 /(%) 传动齿轮效率 /(%)
总效率 /(%)
500
1:2.79
3.2 750 94.5 97 91.5
PMSM 500
9.0 400 96.5
6、起动力矩大、噪音小、温升低 ：
a、永磁同步电机在低频的时候仍能保持良好的工作状态，低频时的 输出力矩较异步电机大，运行时的噪音小；
b、转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升 低，同体积、同重量的永磁电机功率可提高 30%左右；同功率容量的 永磁电机体积、重量、所用材料可减少 30%。
uq
Rsiq
d q
dt
r d
d Ldid f
q Lqiq
电磁转矩：
Te
3 2
pn
f iq
(Ld
Lq )id iq
四．永磁同步电机相比交流异步电机优势
1、效率高、更加省电：
a、由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的，从而避免通过励磁 电流来产生磁场而导致的励磁损耗（铜耗）；
b、永磁同步电机的外特性效率曲线相比异步电机，其在轻载时效率 值要高很多，这是永磁同步电机在节能方面，相比异步电机最大的一 个优势。因为通常电机在驱动负载时，很少情况是在满功率运行，这 是因为：一方面用户在电机选型时，一般是依据负载的极限工况来确 定电机功率，而极限工况出现的机会是很少的，同时，为防止在异常 工况时烧损电机，用户也会进一步给电机的功率留裕量；另一方面，
PM S M 在城轨车辆牵引系统的应用主要表现为 : 一是取消齿轮箱, 实现城轨车辆的直接传动;另一方面实现了将牵引电机做成全封闭电 机。
1.P MS M 作为直接传动电机
使用齿轮传动装置会带来传递损耗、噪声和维修等问题 。如采 用异步电机作为直接传动电机 ,牵引电机的体积会加大 ,从而导致 簧下重量增加 ,对轨道冲击加大, 对牵引电机的冲击也随之增大 。 因此,在重量和尺寸受到严格限制的车体地板下采用异步电机作为直 接传动电机很困难。P M S M 与过去的直流电机和异步电机相比,具 有极对数多,转矩密度高的特点,因此其体积和重量可大幅减小 ,而
且更易实现多级低速大扭矩运动, 从而能在现有尺寸和重量条件下 实现直接传动。各发达国家均在积极开展 P M S M 的直接传动系统 研究。德国铁路公司对分别采用异步电机和 P M S M 的 I C E 3 原 型车进行了详细的试验对比 ,结果见表 1。从表 1 可看出采用 P M S M 直接驱动不仅减轻了系统重量,而且提高了效率 。
城轨车辆用牵引电机分析
学院：电气工程学院 班级：磁浮 01 学号：20121485 姓名：孟振强
城轨车辆牵引—永磁同步电机
一．永磁同步电机的原理 在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动
机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体 的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产 生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子 中产生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程 看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶 段中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是 其在异步转矩、永磁发电制动转矩起的磁阻转矩和单轴转子磁路不对 称,等一系列的因素共同作用下而引起的，所以在这个过程中转速是 振荡着上升的。在起动过程中，只有异步转矩是驱动性,电动机就是 以这个转矩来得以加速的 , 其他的转矩大部分以制动性质为主。在 电动机的转速由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振 转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，进而出现 转速的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的 作用下被牵入同步状态。 二．永磁同步电机的结构
五．永磁同步电机在轨道交通方面的应用及特点
城轨车辆牵引系统直接决定着车辆运行性能,关系到车的安全 性、运行质量及对能源的消耗。与一般交通工具相比, 城轨车辆具有 客运量大 、 站间距离短、行车密度大等特点。早期城轨车辆常采用 直流电机来实现牵引系统。随着电力电子技术的进步 , V V V F 逆 变器控制的异步电机牵引系统得到了广泛应用, 替代了直流电机牵 引系统 。 与直流电机相比,异步电机没有换向器,维修减少,同时可 做到小型轻量化。近年来随着永磁材料成本的降低和性能的提高 , 永磁同步电机( P M S M ) 凭借其高效率和高功率密度的特点 , 引 起了轨道车辆牵引系统开发者的密切关注日本已经将 P M S M 应用于 低地板电动车、独立车轮式电动车和可变轨距电动车,德国和法国也 在高速动车组和低地板电动车上采用了永磁同步牵引电机。
5、体积小，功率密度大：
永磁同步变频调速电机体积小，功率密度大的优势，集中体现在 驱动低速大扭矩的负载时，一个是电机的极数的增多，电机体积可以 缩小。还有就是：电机效率的增高，相应地损耗降低，电机温升减小， 则在采用相同绝缘等级的情况下，电机的体积可以设计的更小；电机 结构的灵活性，可以省去电机内许多无效部分，如绕组端部，转子端 环等，相应体积可以更小。
3、电机结构简单灵活： a、由于异步电机转子上需要安装导条、端环或转子绕组， 大大限制了异步电机结构的灵活性，而永磁同步电机转子结 构设计更为灵活，如对铁路牵引电机，可以将电机转子的磁 钢可直接安装在机车轮对的转轴上，从而省去了减速齿轮 箱，结构大为简化；又如永磁风力发电机，电机做成外转子 直驱结构，电机的转子与叶轮做成一个整体，随叶轮一起转 动，而定子固定在支撑塔上。
永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。 一般来说，永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应 电机的结构非常的相似，主要是区别是转子的独特的结构与其它电机 形成了差别。和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构，
在转子上放有高质量的永磁体磁极。由于在转子上安放永磁体的位置 有很多选择，所以永磁同步电机通常会被分为三大类：内嵌式、面贴 式以及插入式，如图 1.1 所示。永磁同步电机的运行性能是最受关注 的，影响其性能的因素有很多，但是最主要的则是永磁同步电机的结 构。就面贴式、插入式和嵌入式而言，各种结构都各有其各自的优点。
b、由于永磁同步变频调速电机参数不受电机极数的限制， 便于实现电机直接驱动负载，省去噪音大，故障率高的减速 箱，增加了机械传动系统设计的灵活性。 4、可靠性高：
从电机本体来对比，永磁同步变频调速电机与异步电机的可靠性 相当，但由于永磁同步电机结构的灵活性，便于实现直接驱动负载， 省去可靠性不高的减速箱；在某些负载条件下甚至可以将电机设计在 其驱动装置的内部，如风力发电直驱装置，石油钻机的绞车驱动装置， 从而可以省去传统电机故障率高的轴承：大大提高了传动系统的可靠 性。