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首辆“永磁高铁”诞生的背后
发布时间:2015-01-18   来源:株洲网  记者:记者涂志佳通讯员胡小亮  编辑:李翔

日前,由中国南车株洲电力机车研究所有限公司研制的永磁同步牵引系统,成功完成首次轨道运行,并顺利通过中国铁路总公司评审,即将开始整车型试验与运行考核。

业内公认,在经历了直流系统、交流系统后,高速列车即将进入永磁系统的3.0时代。之前,法、德、日等国家都在进行永磁牵引系统的研制,但一直对华实行技术封锁。这次中国首列“永磁高铁”完成“首秀”,标志着我国突破重围,正式成为国际永磁高铁俱乐部的一员。

首辆永磁高铁的诞生,背后又有怎样的故事?

13年前的一次对话,株洲人开始“永磁”尝试

“永磁牵引系统的研发,我们从2003年起就已经开始了。”1月16日,南车株洲所副总经理、总工程师冯江华向记者回顾当时研发永磁牵引系统的初衷。

世纪之交那些年,世界轨道交通车辆牵引系统技术正逐步由直流向交流系统转变,异步电机也由此迎来了“黄金时代”。

但在2002年一次探讨永磁同步电机的国际学术会议上,冯江华通过与同仁们的交流,敏锐地判断,永磁同步牵引系统因其高效率、高功率密度等优势,必将逐步取代当时主流的异步电机牵引系统,成为下一代轨道交通牵引系统主流方向。

回国后,冯江华立即着手组建国内第一支专业技术团队,系统地开展永磁同步牵引系统的基础研究。

时光荏苒,一晃8年过去。

2011年,由南车株洲所研制的永磁同步牵引系统在沈阳地铁成功应用,这标志着株洲轨道交通在永磁牵引系统获得重大突破。

这时,冯江华的团队又接到了一个任务——为高速动车组开发600千瓦永磁电机。

“若是抱着成绩止步不前,很快就会被迎头赶上。想要生存,就必须朝夕必争。”冯江华说,在接到任务后,团队内部将研制的目标定在了690千瓦。

默默地坚守与付出,换来登顶的喜悦

破解难题的历程,从来都不乏疼痛与荆棘。但在这个团队里,不言败的信念深入骨髓。

许峻峰,有着多年永磁系统研究经验,他攻读博士期间就是研究永磁系统技术。冯江华“钦点”许峻峰作为项目的系统技术负责人。

因为永磁技术属于轨道交通的前瞻性核心技术,各发达国家的研究成果均严格保密,没有样本可供借鉴。这并没有难倒许峻峰,他整天从文山书海里搜寻文献资料,反复进行推演和仿真。

公司首席技术专家李益丰,在电机研发的关键阶段,因为劳累患病,需要马上做手术。但为了研发,时间一推再推,术后仅过了一周,他不顾医生和家人的劝阻,立马回到了工作岗位。

文宇良,同事笑言的技术“闷骚男”。在高速列车永磁系统地面试验的关键阶段,他将身怀六甲的老婆送回娘家养胎,孤身一人留在公司科研攻关。在试验最紧张的时候,他干脆在办公室支起了一张行军床。

这样的故事太多太多。正是在充满荆棘的道路上忍受住了刺痛,株洲的轨道交通人才一路前行,直到登上顶峰。

前路铺开,“永磁高铁”驶向未来

完成“首秀”后,永磁高铁将如何驶向市场?引人关注。

“参照永磁地铁的商业化进程,永磁高铁的商业化预计最快3年内能达成,届时永磁高铁的市场规模将非常可观。”冯江华说。

参照2015年前后我国将建设96条城市轨道交通线路,一条线按20列6辆编组,每辆机车100万元进行计算,一条线路永磁同步牵引系统将产生1.2亿元的产值。如果96条线路全部采用永磁同步牵引系统,预期的产值将达到115亿元。

就海外市场而言,直到2013年7月,日本东芝才宣布首次获得海外地铁市场永磁同步牵引系统大单:新加坡66列396辆改造车永磁同步牵引系统订单。

冯江华说,中国永磁在轨道交通上的研发虽然起步较晚,但目前已经追赶上国外先进水平。南车株洲所推出的永磁技术在国内高铁动力应用上的突破,将使中国“高铁出海”,更具核心竞争力。

“永磁高铁”优在那里?

牵引车减少,至少省电10%

永磁电机具有高功率密度的特点,可节省动拖比(即指一列固定编组的列车中,动力车与无动力车的比例),比如一辆原来需要6动2拖的列车,在装备了永磁电机后,只需要4动4拖。其节省的2辆动车的牵引系统成本会使得整列车系统成本降低20%;另一方面可以利用永磁电机高效率特点,提高列车牵引效率,至少省电10%,降低列车的全寿命周期成本。

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电机全封闭,噪音低维护少

此次南车株洲所研发的永磁发电机,其绝缘技术结合了大功率机车和高铁牵引电机绝缘结构的优点,具有更高的绝缘可靠性,而全新的封闭式通风设计,则有效确保电机内部冷却系统清洁干净,相对异步牵引电机维护更少,噪音更低。


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