最先进高铁牵引技术耗资1亿元(2)

最先进高铁牵引技术耗资1亿元(2)

　　从“小功率”转向“大功率”，从“地铁用”转向“高铁用”，株洲所面临着新的难关。

　　株洲所首席设计专家李益丰对《中国经济周刊》称，沈阳地铁用的永磁同步电机功率是190kW，而用于时速500公里高速动车组的电机功率高达690kW，且始终是高速运行状态，对牵引系统的稳定性、可靠性等各方面都提出了极大的挑战，“对电机设计的挑战就像是爬完衡山，又去攀登珠峰”。

　　尽管如此，株洲所却提前完成任务。2013年12月，株洲所成功开发出可用于时速500公里高铁动车的电机，2014年10月在青岛四方股份公司成功装车考核。

　　“顺利的话，中国高铁很快就能全面用上永磁牵引系统，不仅更节能，也更稳定，更安全。”李益丰称。

　　“节能神器”：让高铁电机功率提高60%

　　丁荣军对《中国经济周刊》介绍，2014年，株洲所的牵引系统在城市轨道列车市场占有率达57%，今后将逐步以永磁牵引系统取代异步电机系统。

　　株洲所下属的时代电气公司副总经理兼总工程师刘可安说：“高效节能是永磁牵引系统最突出的优势。”

　　数据显示，株洲所研发的690kW永磁同步电机，比目前主流的异步电机功率提高60%，电机损耗降低70%。

　　根据沈阳地铁2号线的实际运行数据，刘可安算了一笔账：一条地铁每年可节能折合400万元，“这就是利润，哪家单位会不愿意用?”

　　刘可安拿出的一份业内分析报告显示：到2020年前后，全国将建设约100条城市轨道交通线路。如果新建线路60%采用永磁牵引系统，预期的产值将达到100亿元，全国每年新线运营能耗将节约2.4亿元。

　　永磁系统在中央空调领域也展现出极强的替代优势。基于永磁变频传动系统的中央空调可实现节能40%。一台240kW的中央空调，若每年运行4个月，一年至少可节约用电11.52万度。按全国40000台中央空调测算，则一年即可节约用电46亿度，少排放46万吨二氧化碳。

　　自2009年启动研发以来，株洲所成功研制了世界上第一套中央商用空调永磁高速直驱系统，成为国内外唯一一家中央空调永磁驱动系统的供应商。截至2015年4月底，株洲所永磁系统在中央空调上已应用400多套。在今年4月的中国制冷展上，格力电器就将装载永磁同步变频热泵离心机的中央空调作为其高端产品推向市场。

　　永磁牵引系统的高效节能，让株洲所在电动汽车、风力发电、100%低地板现代有轨电车等领域也占据了市场竞争的高点。

　　冯江华称，永磁牵引系统的研发与产业化应用还在起步阶段，“今后，株洲所一方面是纵向上深化和细化技术研发，另一方面是横向上不断扩展永磁牵引技术的应用领域，实现全面布局和持续领先。”

　　专家点评

　　中国工程院院士刘友梅：

　　永磁同步牵引系统是我国高铁技术升级的典范

　　世界轨道交通车辆的电力牵引系统技术在经历了“直流传动牵引系统”向“交流传动牵引系统”发展后，目前正在由“感应异步传动”朝“永磁同步传动”发展。永磁同步牵引系统因其高效率、高功率密度的显著优势，代表了当前提倡节能减排、绿色环保的技术发展趋势，成为各大发达国家竞相研究的技术热点，是花钱也买不到的核心技术。

　　中国中车株洲电力机车研究所成功自主开发了高速列车永磁同步牵引系统，使我国成为世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家之一。该永磁同步牵引系统的电机额定效率达到了98%以上，将电机损耗降低至原来的三分之一，显著降低了高速列车的牵引能耗。在我国能源日益紧张，社会迫切需求“绿色交通”的大背景下，永磁同步牵引系统成为了我国高速铁路技术升级的一个典范。

　　为了早日赶上发达国家技术水平，我们在研制时主动提高了目标

　　株洲电力机车研究所有限公司副总经理冯江华

　　技术创新是企业赖以生存的支柱和持久发展的动力。2003年，我们即着手开展永磁同步牵引系统的基础研究。当时永磁技术在国外尚处于起步阶段，技术完全保密，对外严格封锁技术转让。我们只能从零起步，摸着石头过河，开展了大量理论分析、仿真研究和三维虚拟设计等，经历不下百万次的地面试验，积累了数百G的硬盘数据，于2011年成功研制了我国首套轨道交通永磁同步牵引系统，并且在沈阳地铁2号线列车上成功实现装车试验，这也是永磁系统在国内轨道交通领域的首次应用。

　　沈阳试验的同一年，我们接到了国家“863计划项目”开发高速动车组用600kW永磁同步牵引系统的任务。为了早日赶上发达国家的技术水平，在接到任务后，我们内部将研制的目标提高到了690kW。三年的坚守与付出，最终换来成功的喜悦。

　　牵引系统性能的优劣决定了列车的技术水准。此次我们开发的高速动车组690kW永磁同步牵引系统使我国高速铁路拥有了世界上最先进的牵引技术，有力地提升了我国高速铁路的技术水平，再次向世界表明我国高速铁路完全具备自主创新的技术能力。

　　更加关键的是,永磁驱动技术不仅在轨道交通领域引发了技术革命，而且还是新能源汽车、超高速永磁驱动离心商用空调、风力发电等领域的核心技术，是我们高端装备技术进步的基石。

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