馮江華：為中國高鐵裝上“超強(qiáng)心臟”

　　從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，中國高鐵正以自主創(chuàng)新的鏗鏘步伐，書寫著大國重器的時(shí)代篇章。作為中國中車首席科學(xué)家，馮江華親歷了中國高鐵的發(fā)展過程。多年來，他不斷挑戰(zhàn)軌道交通“無人區(qū)”，讓中國高鐵擁有了更強(qiáng)勁的“心臟”。

　　牽引與控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)軌道交通車輛能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，它決定了車輛的速度和性能。上世紀(jì)九十年代初，我國軌道交通技術(shù)還相對(duì)落后。為了趕上國際同行，馮江華牽頭組建了國內(nèi)最早的電力牽引高性能交流傳動(dòng)控制技術(shù)研究與工程實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，走上了一條軌道交通技術(shù)自主探索之路。那時(shí)，幾乎沒有任何可借鑒的資料，很多原理性試驗(yàn)只能“摸著石頭過河”，甚至連試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性都無法判斷，只能靠查詢國外文獻(xiàn)來佐證。就是在這樣的情況下，馮江華和團(tuán)隊(duì)夜以繼日地開展了不計(jì)其數(shù)的中小功率樣機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)研究，攻克了低開關(guān)頻率下電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩高實(shí)時(shí)控制等關(guān)鍵技術(shù)，確立了自主異步牽引控制技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)了我國大功率交流傳動(dòng)控制技術(shù)的從無到有，使我國成為少數(shù)幾個(gè)掌握該技術(shù)的國家之一，并且裝備于中華之星，后來在和諧號(hào)實(shí)現(xiàn)自主替代、批量應(yīng)用。

　　2000年，在一次國際學(xué)術(shù)會(huì)議上，馮江華第一次接觸國外永磁同步牽引技術(shù)。當(dāng)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)屬于前瞻性核心技術(shù)，在全球尚處于起步階段。永磁牽引系統(tǒng)是軌道交通新一代電機(jī)牽引系統(tǒng)的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)異步電機(jī)牽引系統(tǒng)相比，永磁同步牽引系統(tǒng)更小、更輕、更節(jié)能，節(jié)能率最高可達(dá)30%。2003年初秋，在中車株洲所，馮江華組建了國內(nèi)首個(gè)永磁牽引系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。每一次重大核心技術(shù)的更新迭代，都會(huì)經(jīng)歷一段漫長的陣痛期。在剛開始研究這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，放眼國內(nèi)外，完全沒有代表性的技術(shù)可供參考。永磁牽引技術(shù)對(duì)于很多團(tuán)隊(duì)成員甚至只是一個(gè)概念。

　　在此過程中，團(tuán)隊(duì)遇到的最大挑戰(zhàn)是電機(jī)控溫。如果試驗(yàn)過程中電機(jī)溫度過高，永磁體失磁，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)罷工。研發(fā)時(shí)正值盛夏，實(shí)驗(yàn)室溫度會(huì)達(dá)到40多攝氏度，就像一個(gè)巨大的蒸籠。這為電機(jī)控溫帶來了極大挑戰(zhàn)。此外，高溫也是對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的考驗(yàn)。每次做實(shí)驗(yàn)至少需要五六個(gè)小時(shí)，還要人工24小時(shí)輪番蹲守記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)人員的不懈努力下，第一臺(tái)功率5千瓦的永磁電機(jī)開發(fā)成功，隨后，100千瓦的永磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也在實(shí)驗(yàn)室誕生。2011年，永磁牽引系統(tǒng)在沈陽地鐵2號(hào)線成功裝車，實(shí)現(xiàn)了永磁牽引系統(tǒng)在國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域的首次應(yīng)用。

　　隨后，中車株洲所受命參與國家863計(jì)劃“高速鐵路重大關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制重點(diǎn)項(xiàng)目”，承擔(dān)高速動(dòng)車組用永磁牽引系統(tǒng)的研發(fā)工作。自此，馮江華瞄準(zhǔn)了更高目標(biāo)——永磁高鐵。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后攻克一系列關(guān)鍵難題，打造了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界領(lǐng)先的牽引系統(tǒng)產(chǎn)品平臺(tái)，使復(fù)興號(hào)的速度、加速度、牽引動(dòng)力等關(guān)鍵指標(biāo)領(lǐng)先國際同行。2024年12月29日，CR450動(dòng)車組樣車在北京發(fā)布，首次實(shí)現(xiàn)了大功率永磁牽引等技術(shù)在時(shí)速400公里高速列車上的創(chuàng)新應(yīng)用，標(biāo)志著我國在這一關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國際領(lǐng)先。

　　轉(zhuǎn)自：中國中車集團(tuán)有限公司

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