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創新之“元”——動力南車靠科技

發佈時間:2012年08月23日 15:38 | 進入復興論壇 | 來源:央視網 | 手機看視頻


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    央視網消息:科技創新引領前行動力。南車株洲電機有限公司是我國軌道交通牽引電機、牽引變壓器,風力發電電機,工業特種電機之專業服務商。致力於科技創新,在軌道交通牽引電機和牽引變壓器研發成果豐碩,在核心能力形成的基礎上,産品自主創新平臺正朝著標準化、模塊化、系列化方向發展。

    ──高速動車牽引電機、牽引變壓器技術不斷超越。

    按照鐵道部"引進消化吸收、聯合設計開發、打造中國品牌"的總體要求,2004年,公司開始作為鐵道部高速動車組技術引進項目牽引電機、變壓器關鍵技術受讓方和國産化核心部件供應商,與日本三菱電機合作,負責全面引進動車組牽引電機、變壓器的設計、製造技術。

    在鐵道部、中國南車的正確領導組織下,在中國南車四方股份公司和日本三菱公司的大力支持下,公司圓滿完成了CRH2型時速200公里動車組牽引電機、變壓器技術的引進和國産化工作,並在此基礎上自主創新設計,成功研製出運營時速達350公里/小時的CRH2型時速300-350公里動車組牽引電機和變壓器,以及運營時速達380公里的CRH380A新一代動車組牽引電機和變壓器。CRH2型時速300-350公里動車組牽引電機和變壓器主要應用在京津、武廣、鄭西、滬寧線上,成功實現了中國高鐵發展的階段性目標。

    CRH-380A型高速動車組牽引電機和變壓器是經過技術引進再創新,具有完全自主知識産權的全新産品,是中國時速300km/h第二階段和時速380km/h新一代動車組的關鍵核心部件。該型電機和變壓器經過在武廣客運專線、鄭西客運專線及滬寧線的實際運行考核,産品性能和穩定性滿足於中國高速鐵路的要求,在2010年9月28日滬杭高鐵試運行期間,以時速416.6公里刷新了世界鐵路運行速度的記錄。同年12月3日在京滬先導段創造了486.1km/h的運行試驗世界最高速。2011年6月30日,世界運營里程最長、建設標準最高的京滬高鐵全線開通,公司新一代CRH380A型動車組牽引電機、牽引變壓器運行穩定可靠,贏得了廣泛的讚譽。

    CRH380A型動車組牽引電機、變壓器各項指標與國際先進水平相當,部分關鍵技術指標優於國外同類産品,具有溫升低、過載能力強的優點和長時間運行後熱態下再啟動及長坡道啟動及運行的安全性高的特點,更加適合高速動車組的運行。

    CRH380A型牽引電機的特點是單位歸算轉矩重量指標(kg/Nm)g小于其他電機,這表明電機對材料和空間的利用好,設計水平較高,單位重量發揮的功率指標遠大於其他品牌的電機。比如CRH380A型所用牽引電機,較之時速350公里CRH2型牽引電機,牽引系統功率提升23%,重量僅增加10%,實現輕量化,經濟性能非常高。

    CRH380A型牽引變壓器的額定運行容量從3060千伏安提高到3855千伏安,再提高到4357千伏安,瞬間容量達到4631千伏安。同時較好的解決了溫升問題,通過大量的模擬實驗,找到其發熱和冷卻規律,結合動車運行環境,配備合理的冷卻系統降低溫升,解決了溫升過高易引起的報警、退出工作等問題,有效保障了變壓器的性能。

    案例報道:更高速動車組 更安全"綠色心"

    2011年12月23日,中國更高速度等級動車組下線,其核心動力--牽引電機、牽引變壓器完全由公司自主研製。與之前世界最先進的CRH380A新一代高速動車組相比,該型號動車組"心臟"在安全節能與功率等級方面取得重大突破,穩定功率提升1倍,功率密度提升60%以上。

    為提高安全性,該型牽引電機、變壓器整體絕緣水平達到F級,大大提高其在高電壓下的安全性能;高燃點環保冷卻介質的使用,不僅對環境污染為零,也大幅增強其在運營過程中的安全。試製過程中,公司引進世界上最規範的驗證體系,進行世界上最嚴格的型式試驗,各項數據指標完全符合IEC(國際電工委員會)標準,達到設計要求,是名副其實的高速動車組 "綠色心"。

    高速動車組核心動力需要在有限空間及重量下實現大功率,"南車電機"將公司在大功率機車牽引電機、變壓器研製平臺上積累的相關技術,成功嫁接至動車産品,使單臺電機最大功率達到1000kw(列車牽引總功率可達2.28萬千瓦),功率密度提升60%以上。在完全沒有國外技術可以參考的條件下,公司依靠本土化的研發團隊,以之前400kw等級為基礎展開科技攻關,從400kw到600kw、到800kw、到850kw、直至最後的1000kw最大功率,"南車電機"科研團隊以"安全"為前提,一步一個腳印,創造了世界高速動車組牽引動力領域又一座"高峰"。

    更高速度等級動車組牽引電機、變壓器的研製成功,將進一步鞏固"南車電機"在高速動車組牽引系統領域的領先地位;圍繞該型號産品,"南車電機"也將全面構建系列化高速動車組牽引電機、變壓器的設計製造平臺,站在行業國際制高點,實現産品不斷升級。

    --大功率機車牽引電機、牽引變壓器穩步推進

    在HXD1型電力機車牽引電機、牽引變壓器設計平臺的基礎上,進行7200kW大功率六軸電力機車牽引電機、牽引變壓器的研製。根據對電力機車"高速、重載、高效"的市場要求,公司聯合國內科研院所和相關牽引電機、牽引變壓器研究單位資源,結合公司實際情況加以創新,研製具有國際一流、國內領先水平的大功率貨運機車用牽引電機、牽引變壓器,對實現我國貨運機車高速、安全、高效具有重要意義。産品參考德國西門子牽引電機、變壓器技術,突破國內機車牽引電機、牽引變壓器的設計、製造、工藝的局限性,通過計算機優化設計、有限元倣真等手段對電磁場、溫度場和應力場進行分析;採用新的設計理念、新材料、新工藝等高新技術實現結構和材料的最優選用,使得牽引電機、牽引變壓器具有結構緊湊,重量輕、效能高的特點,促進機車實現輕量化、高可靠性和低成本。

    在國外,德國西門子(Siemens)交通技術集團、龐巴迪(Bombardier)運輸公司、法國阿爾斯通(Alstom)公司,他們從技術方面80年代已經開始完成從交直傳動到交流傳動的轉變,變壓變頻交流牽引技術已經相當成熟。

    在國內,在HXD1型電力機車牽引電機、牽引變壓器設計平臺的基礎上,進行7200kW大功率六軸電力機車牽引電機、牽引變壓器的研製。根據對電力機車"高速、重載、高效"的市場要求,公司聯合國內科研院所和相關牽引電機、牽引變壓器研究單位資源,結合公司實際情況加以創新,研製具有國際一流、國內領先水平的大功率貨運機車用牽引電機、牽引變壓器。

    7200kW六軸交流傳動貨運電力機車牽引電機和牽引變壓器可以滿足鐵路牽引裝備功率大、速度高的要求。該車採用交流傳動技術,降低了機車運行成本,可提高貨運列車的運行速度和運營經濟效益,適用國內鐵路貨運向重載、快速發展的需要。我國鐵路處於快速發展時期,未來的市場十分廣闊,發展六軸大功率交流傳動貨運電力機車將有利於推動我國軌道交通裝備走向國際市場,該車型是已經成為國內鐵路貨運機車的主力車型。目前,上線運行近兩年,未出現重大或批量質量問題,質量穩定可靠。

    案例報道:大功率"快客動力"速度堪比動車

    火車跑得快,全靠車頭帶;車頭跑得快,動力是關鍵。今後,我國選擇鐵路出行的旅客有望在既有線路上體驗堪比動車的風馳電掣。近日,我國首臺營運時速160公里、最高時速接近200公里的大功率快速客運機車在中國南車旗下南車株洲電力機車有限公司成功下線。其動力系統--牽引電機和變壓器由南車株洲電機有限公司自主研發。該系統在安全性與經濟性上取得重大突破,載客量大、爬坡能力強、加速度快、能夠適應中國廣袤地域的各種地形、氣候和極端環境,與現有普客、動車、高鐵客運網絡密切配合互補,組成多種速度等級的客運體系,其經濟效益與社會效益十分顯著。

    中國南車電機公司通過自主創新和技術攻關,首次在客運電力機車使用大功率交流傳動技術,攻克了電磁場分析、機械應力場分析等技術瓶頸,解決了空間尺寸限制等難題,單位容量、重量等關鍵指標達到國際領先。使得輸出功率大幅提高,單車額定功率可達7200kw,以160公里的穩定運營時速,拖動20節車廂,載客3000人,爬山涉水、如履平川;最高接近200公里,直追動車;加速度大幅提高,實現快速爬坡、轉彎;新材料、新工藝等的應用實現結構的最優配置,該牽引系統能夠在風、雨、雷電,零下40℃至40℃區間等惡劣氣候條件以及山區、高原等複雜條件下安全運營,既可快速穿越崇山峻嶺,亦可奔馳在平原大地。

    動車線路具有投資較大、對地形要求嚴格等特點,而普通客運機車具有速度又無法滿足旅客快速出行的需求。快速客運機車在普通線路上實現大規模運營(單列載客量達到3000人以上),有效彌補市場空擋。其先期投入與運營費用則比動車大幅下降,對滿足中低收入群體快速出行,縮小東西差距,意義重大。"快客動力"以其創新技術、高性價比與高適應性,打破國外技術壟斷,走向國際市場後勁十足,前景廣闊。

    --檢測試驗站提升質量保證能力

    檢測試驗站由電機型式試驗站、變壓器型式試驗站、基礎實驗研究室三大業務板塊組成。其中,電機型式試驗站固定資産投資約5000萬元,設備投資4000余萬元,建築面積3400平方米,專業從事軌道交流牽引電機、永磁同步風力發電機、雙饋風力發電機、異步風力發電機、交流異步電機(包括變頻電機、高壓電機等)型式試驗、研究性試驗、認證試驗及授權檢驗等工作,具有目前國內規模最大的風力發電機試驗能力和變頻電機試驗能力;變壓器型式試驗站固定資産投資約3000萬元,最大容量15000kVA,專業從事牽引變壓器、互感器、電抗器型式試驗等工作;基礎實驗研究室總投資4300萬元,總建築面積6681.5 m2。可以完成牽引電機模態測試、永磁體材料振動及高溫失效試驗、硅鋼片磁性能研究試驗、牽引電機轉子導條熱態綜合性能測試、牽引變壓器諧振試驗、二次繞組最大過電壓試驗等項目。

    檢測試驗站現有由博士、碩士和試驗技術專家等近30人的檢測試驗技術團隊,具有完善的科研和質量管理體系。2010年以來,檢測試驗站先後與ABB、CONVERTEAM、株洲國家變流中心等國內外之名企業建立了良好的合作關係,依靠檢測技術、控制技術等的強大優勢,成功完成了3.2MW半直驅永磁風力發電機滿功率型式試驗等大型項目,得到了國內外電機、變流器製造廠家的一致好評。南車株洲電機有限公司從中國合格評定國家認可委員會捧回國家實驗室認可證書,"南車電機"檢測試驗站一舉躋身國家級實驗室行列。這標誌著公司檢測試驗能力達到同行業最高水平,作為確保高速動車組、大功率機車牽引系統性能、質量的"堅強後盾",相關檢測服務獲得世界範圍承認。

    躋身國家實驗室,使得"南車電機"檢測試驗站正式具備了按國際認可準則開展檢測服務的技術能力,檢測試驗站在認可範圍內出具的檢測數據及試驗報告可以得到美國、日本、印度、土耳其、新加坡等70多個國家和地區機構承認,是一張名副其實的 "國際通行證"。

    案例報道:檢測試驗站躋身國家級實驗室行列

    中國合格評定國家認可委員會經國家認證認可監督管理委員會批准設立並授權,是目前唯一一家有資格頒發國家實驗室認可資質的機構。"南車電機"作為鐵道部唯一一家和諧型大功率電力機車及高速動車組配套電機、變壓器兩大關鍵部件的國産化核心部件供應商,其躋身"國家梯隊"的檢測試驗站,將繼續秉承 "科學、準確、嚴謹、高效"的質量方針,紮實推進資料管理、設備管理、現場管理、試驗管理等各項管理工作,全面提升試驗技術水平和管理水平,從研發、製造,全方位、立體化把好高速動車組、大功率機車牽引系統質量關。

    --城軌地鐵産品創新能力不斷增強。

    2011年,全面開展了土耳其輕軌地鐵、重慶地鐵6號線、昆明地鐵1號線、儲能式輕軌車輛、120公里地鐵車輛等多個新項目的牽引電機研製。同時,在時間短、任務重的條件下,突破性的完成了中低速磁懸浮列車用直線電機和電磁鐵産品的研製,充分體現了南車電機的自主創新能力和快速反應能力。

熱詞:

  • 創新之“元”
  • 動力南車
  • 科技