最先進高鐵牽引技術耗資1億元(2)
從“小功率”轉向“大功率”，從“地鐵用”轉向“高鐵用”，株洲所面臨著新的難關。
株洲所首席設計專家李益豐對《中國經濟周刊》稱，沈陽地鐵用的永磁同步電機功率是190kW，而用于時速500公里高速動車組的電機功率高達690kW，且始終是高速運行狀態，對牽引系統的穩定性、可靠性等各方面都提出了極大的挑戰，“對電機設計的挑戰就像是爬完衡山，又去攀登珠峰”。
盡管如此，株洲所卻提前完成任務。2013年12月，株洲所成功開發出可用于時速500公里高鐵動車的電機，2014年10月在青島四方股份公司成功裝車考核。
“順利的話，中國高鐵很快就能全面用上永磁牽引系統，不僅更節能，也更穩定，更安全。”李益豐稱。
“節能神器”：讓高鐵電機功率提高60%
丁榮軍對《中國經濟周刊》介紹，2014年，株洲所的牽引系統在城市軌道列車市場占有率達57%，今后將逐步以永磁牽引系統取代異步電機系統。
株洲所下屬的時代電氣公司副總經理兼總工程師劉可安說：“高效節能是永磁牽引系統最突出的優勢。”
數據顯示，株洲所研發的690kW永磁同步電機，比目前主流的異步電機功率提高60%，電機損耗降低70%。
根據沈陽地鐵2號線的實際運行數據，劉可安算了一筆賬：一條地鐵每年可節能折合400萬元，“這就是利潤，哪家單位會不愿意用?”
劉可安拿出的一份業內分析報告顯示：到2020年前后，全國將建設約100條城市軌道交通線路。如果新建線路60%采用永磁牽引系統，預期的產值將達到100億元，全國每年新線運營能耗將節約2.4億元。
永磁系統在中央空調領域也展現出極強的替代優勢。基于永磁變頻傳動系統的中央空調可實現節能40%。一臺240kW的中央空調，若每年運行4個月，一年至少可節約用電11.52萬度。按全國40000臺中央空調測算，則一年即可節約用電46億度，少排放46萬噸二氧化碳。
自2009年啟動研發以來，株洲所成功研制了世界上第一套中央商用空調永磁高速直驅系統，成為國內外唯一一家中央空調永磁驅動系統的供應商。截至2015年4月底，株洲所永磁系統在中央空調上已應用400多套。在今年4月的中國制冷展上，格力電器就將裝載永磁同步變頻熱泵離心機的中央空調作為其高端產品推向市場。
永磁牽引系統的高效節能，讓株洲所在電動汽車、風力發電、100%低地板現代有軌電車等領域也占據了市場競爭的高點。
馮江華稱，永磁牽引系統的研發與產業化應用還在起步階段，“今后，株洲所一方面是縱向上深化和細化技術研發，另一方面是橫向上不斷擴展永磁牽引技術的應用領域，實現全面布局和持續領先。”
專家點評
中國工程院院士劉友梅：
永磁同步牽引系統是我國高鐵技術升級的典范
世界軌道交通車輛的電力牽引系統技術在經歷了“直流傳動牽引系統”向“交流傳動牽引系統”發展后，目前正在由“感應異步傳動”朝“永磁同步傳動”發展。永磁同步牽引系統因其高效率、高功率密度的顯著優勢，代表了當前提倡節能減排、綠色環保的技術發展趨勢，成為各大發達國家競相研究的技術熱點，是花錢也買不到的核心技術。
中國中車株洲電力機車研究所成功自主開發了高速列車永磁同步牽引系統，使我國成為世界上少數幾個掌握高鐵永磁牽引系統技術的國家之一。該永磁同步牽引系統的電機額定效率達到了98%以上，將電機損耗降低至原來的三分之一，顯著降低了高速列車的牽引能耗。在我國能源日益緊張，社會迫切需求“綠色交通”的大背景下，永磁同步牽引系統成為了我國高速鐵路技術升級的一個典范。
為了早日趕上發達國家技術水平，我們在研制時主動提高了目標
株洲電力機車研究所有限公司副總經理馮江華
技術創新是企業賴以生存的支柱和持久發展的動力。2003年，我們即著手開展永磁同步牽引系統的基礎研究。當時永磁技術在國外尚處于起步階段，技術完全保密，對外嚴格封鎖技術轉讓。我們只能從零起步，摸著石頭過河，開展了大量理論分析、仿真研究和三維虛擬設計等，經歷不下百萬次的地面試驗，積累了數百G的硬盤數據，于2011年成功研制了我國首套軌道交通永磁同步牽引系統，并且在沈陽地鐵2號線列車上成功實現裝車試驗，這也是永磁系統在國內軌道交通領域的首次應用。
沈陽試驗的同一年，我們接到了國家“863計劃項目”開發高速動車組用600kW永磁同步牽引系統的任務。為了早日趕上發達國家的技術水平，在接到任務后，我們內部將研制的目標提高到了690kW。三年的堅守與付出，最終換來成功的喜悅。
牽引系統性能的優劣決定了列車的技術水準。此次我們開發的高速動車組690kW永磁同步牽引系統使我國高速鐵路擁有了世界上最先進的牽引技術，有力地提升了我國高速鐵路的技術水平，再次向世界表明我國高速鐵路完全具備自主創新的技術能力。
更加關鍵的是,永磁驅動技術不僅在軌道交通領域引發了技術革命，而且還是新能源汽車、超高速永磁驅動離心商用空調、風力發電等領域的核心技術，是我們高端裝備技術進步的基石。
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