《城市轨道交通电动客车牵引系统 第10部分：永磁同步牵引电动机》编制说明

《城市轨道交通电动客车牵引系统第10部分：永磁同步牵引电动机》

（征求意见稿）编制说明

1任务来源、协作单位

1.1任务来源

2023年8月22日，中国城市轨道交通协会下达2023年第四批团体标准制修订计划

的通知（中城轨〔2023〕49号），《城市轨道交通电动客车牵引系统第10部分：永磁同

步牵引电动机》正式立项，计划编号为：2023091-T-13，由中国城市轨道交通协会标准化

技术委员会牵引电气设备与系统分技术委员会（SC13）管理，计划完成时间为2024年8

月。

1.2协作单位

牵头单位：中车株洲电力机车研究所有限公司。

参编单位：中车永济电机有限公司、中车株洲电机有限公司、中铁检验认证中心有限

公司、广州地铁集团有限公司、天津轨道交通运营集团有限公司、长沙市轨道交通集团有

限公司、北京市地铁运营有限公司、重庆市铁路（集团）有限公司、中车株洲电力机车有

限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、宁波市轨道交通集团有限公司。

2编制工作组简况

2.1编制工作组及其成员情况

牵头编制单位中车株洲电力机车研究所有限公司具有丰富的永磁同步牵引电动机

设计、制造经验，研发的永磁同步牵引电动机在长沙地铁1号线、长沙地铁5号线、佛

山地铁2号线等数十条线路投入运营，取得良好的应用效果，产品节能优势显著。参编

单位覆盖了地铁建设运营单位、检验认证机构、车辆制造单位、设备供应商等，具有丰

富的城市轨道交通永磁同步牵引电动机设计、生产、检验和运用经验，组成合理，技术

优势明显，为本文件的编写提供了坚实的技术支撑。其中，运营单位有：广州地铁集团

有限公司、天津轨道交通运营集团有限公司、长沙市轨道交通集团有限公司、北京市地铁

运营有限公司、重庆市铁路（集团）有限公司、宁波市轨道交通集团有限公司；车辆制造

单位有：中车株洲电力机车有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司；产品制造单

位有：中车永济电机有限公司、中车株洲电机有限公司；检验认证机构有：中铁检验认证

中心有限公司。

2.2标准主要起草人及其所做的工作

具体工作分工见表1。

1

表1标准主要起草人及工作内容

序号单位姓名职务/职称分工

牵头组织，整体编制、

1中车株洲电力机车研究所有限公司李伟业高级工程师

编审

2中车株洲电力机车研究所有限公司胡云卿正高工整体编制、编审

3中车株洲电力机车研究所有限公司罗英露高级工程师整体编制

4中车株洲电力机车研究所有限公司冯守智高级工程师整体编制

5中车株洲电力机车研究所有限公司彭俊高级工程师整体编制

6中车株洲电力机车研究所有限公司廖长鑫高级工程师标准化

7中车永济电机有限公司贾喜勤正高工参编5、6章节

8中车永济电机有限公司李广正高工参编5、6章节

9中车永济电机有限公司黄晓云高级工程师参编5、6章节

10中车株洲电机有限公司刘勇正高工参编5、6章节

11中车株洲电机有限公司李广正高工参编5、6章节

12中铁检验认证中心有限公司姜伟高级工程师参编6、7章节

13中铁检验认证中心有限公司李肖刚高级工程师参编6、7章节

14广州地铁集团有限公司朱士友正高工参编5、8章节

15广州地铁集团有限公司陈希隽正高工参编5、8章节

16天津轨道交通运营集团有限公司王清永正高工参编5、8章节

17天津轨道交通运营集团有限公司曹忠林高级工程师参编5、8章节

18长沙市轨道交通集团有限公司田春春高级工程师参编5、8章节

19北京市地铁运营有限公司邬春晖正高工参编5、8章节

20重庆市铁路（集团）有限公司胡洋高级工程师参编5、8章节

2

21中车株洲电力机车有限公司吴桂林正高工参编5、8章节

22中车青岛四方机车车辆股份有限公司曹江高级工程师参编5、8章节

23中车青岛四方机车车辆股份有限公司张永才高级工程师参编5、8章节

24宁波市轨道交通集团有限公司蒋晓东正高工参编5、8章节

3起草阶段的主要工作内容

标准计划下达后，在归口单位指导下，中车株洲电力机车研究所有限公司组织参编单

位成立了标准起草组，对城市轨道交通电动客车用永磁同步牵引电动机的实际应用情况、

重要技术参数、试验结果等情况进行了材料收集，在本标准的编制过程中，起草人完成了

大量的基础研究和编写工作，形成了本部分的标准草案，并邀请了各相关领域的专家进行

了研讨，确保了标准的规范性和合理性。

2024年3月29日，中车株洲电力机车研究所有限公司向SC13秘书处提交了《城市轨

道交通电动客车牵引系统第10部分：永磁同步牵引电动机》的工作组讨论稿及编制说明。

2024年4月9日，《城市轨道交通电动客车牵引系统第10部分：永磁同步牵引电动

机》团体标准在湖南株洲以线下和线上结合形式召开了工作组会议，中车株洲电力机车研

究所有限公司、中车永济电机有限公司、中车株洲电机有限公司、中铁检验认证中心有限

公司、广州地铁集团有限公司、天津轨道交通运营集团有限公司、长沙市轨道交通集团有

限公司、北京市地铁运营有限公司、重庆市铁路（集团）有限公司、中车株洲电力机车有

限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、宁波市轨道交通集团有限公司等12个单位

的25位专家参加了会议。经过认真细致的讨论和修改，与会专家对标准文本内容达成了一

致意见，并提出了以下待确定内容：温度传感器安装于绕组时对地耐压值。

4标准编制原则及与国家法律法规和强制性标准及有关标准的关系

4.1编制原则

1）标准格式统一、规范，符合GB/T1.1—2020要求。

2）标准内容符合统一性、协调性、适用性、一致性、规范性要求。

3）标准技术内容安全可靠、成熟稳定、经济适用、科学先进、节能环保。

4）标准实施后有利于提高城市轨道交通产品质量、保障运输安全，符合行业发展需求。

4.2与国家法律法规和强制性标准及有关标准的关系

本标准遵循法律法规内容，无违反强制性标准的内容。

目前在轨道交通领域，永磁同步电动机的标准主要有IEC60349-4和GB/T25123.4—

2015《电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电动机第4部分：与电子变流器相连的

永磁同步电动机》（修改采用IEC60349-4：2012）。这两项标准主要是针对轨道机车车辆

和公路车辆用永磁同步电动机进行了规范，但是对于城市轨道交通用永磁同步电动机焊接

要求、永磁体材料要求、绝缘要求、轴承要求等均没有涉及，对电动机相序和旋转方向的

3

检查、轴承绝缘电阻的测量、冲击和振动试验、传感器的检测、称重、湿热试验、盐雾性

能试验等也没有进行规范。因此，亟待制定一个城市轨道交通永磁同步牵引电动机的专项

标准，推动城市轨道交通车辆绿色化发展。

5标准主要技术内容的论据或依据

本标准主要内容共分为8章，包括：范围；规范性引用文件；术语和定义；使用条件；

技术要求；试验方法；检验规则；标志、包装、运输和贮存。主要技术内容确定的依据见

表2。

表2主要技术内容确定依据

序号主要技术内容确定的依据和理由

1.4使用条件参考GB/T7928的要求制定。

根据目前永磁同步电动机的常规需求，规定了永磁同步电动机的一

2.5.1一般要求般要求，包括定额、结构材料、冷却方式、防护等级、寿命、互换性以

及环保的要求。

参考电机产品常规外观要求制定，包括表面油漆、电气及机械接口、

3.5.2.1

紧固件、接线端子、铭牌和标牌等要求。

参考GB/T1029和行业内实际生产制造水平，对定子绕组冷态直流

4.5.2.2

电阻进行规定。

5.5.2.3按照对电机产品的常规要求，提出对相序和旋转方向的要求。

6.5.2.4参考GB/T25123.4和TB/T3315对电机定子绕组绝缘电阻进行规定。

参考GB/T1029和TB/T3315对温度传感器（若有）绝缘电阻和位

7.5.2.5、5.2.6

置传感器（若有）绝缘电阻进行规定。

在实际运行过程中可能发生轴承电腐蚀，在5.2.7中对轴承绝缘电

8.5.2.7

阻根据行业经验进行规定。

参考GB/T25123.4对电动机的定子绕组对地耐压和定子绕组匝间耐

9.5.2.8、5.2.9

压进行了规定。

根据TB/T3315传感器耐压要求，对温度传感器（若有）对地耐压

以及位置传感器（若有）对地耐压进行规定。其中，若温度传感器安装

10.5.2.10、5.2.11于绕组上，目前轨道交通领域无明确要求，参考电动汽车的相关标准，

按照GBT18488.1的要求提出“温度传感器与绕组间应能承受1500V，

持续1min的工频电压，无击穿和闪络的现象”的要求。

根据电动机控制过程中系统需求的精度要求以及实际制造过程中能

11.5.2.12

够达到的精度水平，对位置传感器（若有）初始位置角度进行规定。

参考GB/T25123.4，对电动机的一般性能进行规定，包括空载试验

12.5.2.13~5.2.20容差、负载电流容差、转矩容差、损耗容差、温升限值、振动限值、噪

声限值、超速性能等。

由于永磁同步电动机本身的特殊性，在使用过程中为了防止其发生

13.5.2.21

失磁，提出了防失磁能力校核的规定。

参考GB/T21563，根据列车的实际使用工况，对电动机的冲击和振

14.5.2.23

动进行规定。

15.5.2.22对产品重量提出一般性要求。

在部分地区存在盐雾性能要求，参考GB/T2423.17，对电动机的盐

16.5.2.24

雾性能进行规定。

外观检查、相序和旋转方向、位置传感器（若有）初始位置角度测

17.6.1、6.3、6.12、6.21

量、称重试验等可按照常规目视或简单测量设备进行试验。

定子绕组、传感器以及轴承的绝缘电阻测量主要按照GB/T1029规

18.6.2、6.4~6.7

定的相关试验方法进行。

电动机耐压绝缘试验参考常规耐压试验方法根据电动机实际操作进

19.6.8、6.10、6.11

行规定。

4

定子绕组匝间试验是一个部件试验，应当在定子绕组组装前进行，

20.6.9

是一项工序试验，不属于产品整机的出厂检验和型式检验项目。

6.13~6.15、6.18、空载试验、负载电流试验、特性试验、噪声测量、超速试验按照GB/T

21.

6.1925123.4中规定的方法进行。

22.6.16、6.17参考GB/T25123.4的要求制定进行温升和振动试验方法。

防失磁能力校核试验是永磁同步电动机根据自身的特殊性进行的试

23.6.20验，包括防磁热冲击失磁能力校核试验以及防振动冲击失磁能力校核试

验。

冲击和振动试验按照GB/T21563中的规定进行功能振动试验、模拟

24.6.22长寿命试验和冲击试验。试验完成后检查产品结构件并进行空载及耐压

试验。

25.6.23按照GB/T2423.4的规定进行湿热试验

26.6.24盐雾试验按照GB/T2423.17规定的方法进行。

27.6.25防护等级试验按照GB/T4942规定的方法进行。

产品的结构、工艺或材料的变更影响到电动机的某些特性或参数的

28.7检验规则变化，可能影响其性能时，由供需双方协商确定，可进行部分或全部检

验。

8标志、包装、运输

29.标志、包装、运输和贮存均为电动机常规性要求。

和贮存

6主要试验（验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

6.1主要试验（验证）的分析

本标准的永磁同步牵引电动机已经在长沙地铁1号线、长沙地铁5号线、佛山地铁2

号线等数十条线路得到实践与运用，已完成了多次研究性试验、型式试验。永磁同步牵引

电动机的关键试验项目的验证情况见表3，相关检验报告见图1。

表3永磁同步电动机关键试验项目验证结果

序号检验项目型式检验检验对象检验要求检验结果

1外观检查电动机对照设计图纸进行检查合格

每一电阻测量三次，取其平均值作

定子绕组在实际为电阻的实际值，并记录此时的环

2冷状态下直流电电动机境温度。每次读数与三次读数的平合格

阻的测定均值之差应在平均值的±0.5%范围

内

实际冷状态下定子绕组对机座的绝

缘电阻≥100MΩ

实际冷状态下温度传感器对机座的

3电动机合格

绝缘试验绝缘电阻≥100MΩ

热态下定子绕组对机座的绝缘电阻

≥1.8MΩ

当电动机转速小于或等于3600

r/min时、其振动速度应小于3.5

4电动机合格

振动试验mm/s。当电动机转速大于3600r/min

时、其振动速度应小于5.25mm/s

绘制负载电流与转速n关系曲线，符

5电动机合格

负载电流试验合设计值

绘制反电势与转速关系曲线，符合

6电动机合格

空载试验设计值

5

7温升试验电动机满足电动机热分级要求合格

端电压的方均根值不应偏离温升试

8防失磁能力校核电动机验前测得的额定转速时的冷态端电合格

试验压的方均根值的±3%

9特性试验电动机符合设计值合格

10噪声测量电动机符合GB/T25123.4的要求合格

在热态下，电动机按最高工作转速

11电动机