耗资1亿元 我国研发世界最先进高铁牵引技术
[发布时间：2015-07-05 05:48:20 点击率：]

  中国工程院院士、株洲所总经理丁荣军透露，目前，株洲所已研发出可用于时速500公里的高铁动车的690kW永磁牵引系统，即将小批量生产。这标志着我国成为继德、日、法等国之后，世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家之一。

  “中国具有完全自主知识产权的永磁牵引系统已经迈开产业化步伐，中国轨道交通的‘永磁牵引时代’终于来临了。”丁荣军表示。

  从“地铁用”到“高铁用”

  牵引传动系统在业内被称为“列车之心”，其性能在某种程度上决定了列车的动力品质、能耗和控制特性，也影响着列车的经济性、舒适性与可靠性，是节能升级的关键。

  世界轨道交通车辆牵引系统的第一代是直流电机牵引系统，第二代是起步于20世纪70年代的交流异步电机牵引系统，为当前的主流技术。

  株洲所副总经理冯江华介绍，“对轨道交通牵引技术来说，永磁牵引系统是一场革命，谁拥有永磁牵引系统，谁就拥有高铁的话语权。”

  永磁牵引系统是列车的动力系统，由变流器和电机两大部分组成，其中变流器相当于列车的心脏，电机好比是列车的肌肉，电机主要负责传达动力，完成电能到机械能转变，带动列车平稳行驶。

  “电机控温是项目进展最大的瓶颈。”许峻峰介绍，为避免水、灰尘、铁屑等腐蚀电机内部永磁体，电机采用全封闭结构，但由于电机功率太大，发热过高，永磁材料在高温、振动和反向强磁场等条件下，可能发生不可恢复性失磁的严重风险。“如果列车在高速运行时失磁，后果不可想象。”

  研发团队成立8年后，也就是2011年底，株洲所永磁牵引系统在沈阳地铁2号线成功装车，实现了国内轨道交通领域的首次应用，结束了中国铁路没有永磁牵引系统的历史。株洲所也成为我国唯一掌握自主永磁牵引系统全套技术的企业。截至2015年5月底，沈阳地铁2号线已无故障载客运营7万公里。

  “这一次，我们抢坐了头把交椅。”冯江华告诉记者，2011年，株洲所受命参与国家“863计划”之“高速铁路重大关键技术及装备研制重点项目”，承担高速动车组用永磁牵引系统的研发工作。

  “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。

  让高铁电机功率提高60%

  丁荣军向记者介绍，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。

  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。