中国创造催生澎湃动力 ——“复兴号”牵引电传动系统研发纪实
本报记者 杜瑶 侯燕妮
“嗡……”电机转子通电,带动起“复兴号”中国标准动车组的“心脏”——牵引电机高速运转。澎湃的动力驱动列车很快达到350公里/小时的速度,这是世界高铁商业运营的最高时速。
创造“中国速度”的“复兴号”列车,上线运行已满一年。7月1日零时,全国铁路实行新的列车运行图,16列崭新的长编组“复兴号”中国标准动车组首次投入运营。
“复兴号”高速度的实现,中车永济电机有限公司自主研制的牵引电传动系统及部件起到了巨大作用。牵引电传动系统包括牵引变流器、牵引电机等,为列车提供动力和能源,保障列车在复杂环境中运行得高速、安全、舒适和高效能。
“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”在中车永济电机有限公司西安研发中心,参与研发“复兴号”牵引电机的主管设计师薛秀慧深有感触地说。
“在中国高铁的发展初期,我们走的是‘坚持引进先进技术和自主创新紧密结合\’的研发路径。这些当时的先进技术虽然提供了较成熟的高速动车组解决方案,但控制单元、驱动模块等核心技术还依靠高价进口,受外方的种种限制。”中车永济电机有限公司的副总工程师高永军回忆说。
要解决眼前的困境,唯一的选择就是走自主研发的道路。“我们一定要研发出自己的牵引电机,攻克核心技术,制定高铁牵引电传动系统的‘中国标准\’。”高永军说。就这样,高永军和他的团队踏上了研发牵引变流器及其控制系统的设计、测试、驱动系列技术的艰苦征程。薛秀慧和另一组团队负责牵引电机研发工作。
团队经过日夜奋战,难题一一得到解决,样车也成功下线。然而,在2017年4月大西客运专线上试运行时,样车的电磁兼容试验却没有通过考核。结果显示:牵引变流器电磁噪音超标。
“创新从来都是九死一生,但我们必须有‘亦余心之所善兮,虽九死其犹未悔\’的豪情。”高永军和团队成员没有退缩,他们采用“笨办法”来解决难题:准备近千个探头,埋在车体的牵引变流器里采集数据,然后再把收集到的数据建模逐一分析,排查异常信号。
整个过程不允许间断。高永军团队一边调整模型,一边观测数据波形图,最终圆满地解决了问题。这意味着中车永济在牵引电传动系统的研发方面迈出了坚实的一步,“复兴号”也实现了从“追赶”到“领跑”的关键跨越。目前,中车永济研制的产品已覆盖我国15种型号的高速动车组,是中国铁路主要的电传动系统供应商。
日前,中车永济电机有限公司与西安交通大学合作,双方将携手推动轨道交通装备故障预测与健康管理技术研究与应用。据该公司科技管理部部长贾健介绍,新的健康管理技术将用遍布在列车上的传感器进行数据采集,通过对数据信号的处理提取特征量,实现故障预报和健康状态评估。这一技术的应用,甚至可以对车体部件剩余寿命进行预测,最终实现健康状态可视化管理。
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