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【转载】中国首辆永磁高铁下线试车:最快3年商业化运营  

2014-11-06 11:32:53|  分类: 中国高铁 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国首辆永磁高铁下线试车:最快3年商业化运营

中国首辆永磁高铁下线试车:最快3年商业化运营 - 一统江山 - 一统江山的博客

 

  新京报讯 由中国南车集团株洲所研制的新一代高速列车永磁同步牵引系统,近日已成功通过国家铁道检测试验中心的地面试验考核。《新京报》记者在株洲所最新了解到,首辆装有永磁牵引系统的高铁已经在南车青岛四方整车下线,接下来将进入考核试验阶段,最快3年后实现商业化运营。

  原来一列8节车厢的列车,需要6节车厢装备动力;采用永磁同步牵引系统后,则只需要4节车厢装备动力即可,从而节省2节车厢的牵引系统成本,负责高铁永磁牵引系统研究的中国南车基础与平台研发中心副主任许峻峰介绍说,利用永磁电机高效率特点,可以提高列车牵引效率,节省大量电能,同时提高我国高铁在节能、减排、安全、舒适等方面的综合竞争优势。

  许峻峰说,由于牵引系统是机车的核心技术,虽然法、德、日等国家都在进行永磁牵引系统的研制,但一直对华实现技术封锁,中国永磁在轨道交通上的研发虽然起步较晚,但目前已经逐渐追赶上国外先进水平。株洲所此次永磁高铁的下线,标志着我国成为世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家。

 

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高铁永磁同步牵引系统原理图——

 

  ■ 揭秘:1.牵引车减少,至少省电10%——株洲所自2003年起进行永磁牵引系统的研发,至今已经追赶上世界领先步伐,并且完全拥有自主知识产权。许峻峰说:“2011年开始进行永磁高铁的研发,当时任务是600千瓦,但实际上我们做到了690千瓦

  许峻峰举例称,虽然目前单个的高铁用永磁电机成本比现在普遍服役的交流异步电机成本增加约10%,不过由于永磁电机具有高功率密度的特点,通过节省动拖比(即指一列固定编组的列车中,动力车与无动力车的比例),比如一辆原来需要62拖的列车,在装备了永磁电机后,只需要采用44拖就可以,其节省的2辆动车的牵引系统成本会使得安装永磁电机的整列车牵引系统成本反而降低20%,另一方面可以利用永磁电机高效率特点,提高列车牵引效率,节省大量电能,降低列车的全寿命周期成本。

  由于永磁发电机的功率可以比异步电机更大,所以在整个车跑起来的时候,电机要求的数量更少了,许峻峰说:如果保持同样的动拖比,将提升整车的牵引能力。据许峻峰介绍,一般来说,牵引系统能耗约占轨道交通系统总能耗的40%50%。根据南车方面提供的数据称,在沈阳地铁测量中,永磁同步牵引系统相比于异步牵引系统可实现节能9.61%

  经测算,目前地铁运营统计的数据是一列车平均每公里耗能为13度,按一列车每天平均跑250公里,一条线按20列车进行计算,则一条线一天耗能为65000度,如果电费按照0.85/度电进行计算,如果2015年全国规划建设的96条轨道交通线路全部采用永磁同步牵引系统,那么每年新线运营能耗将节约1.92亿元。

  2.电机全封闭,噪音低维护少——永磁电机与异步电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。许峻峰介绍说,异步电机,需要从定子侧吸收无功电流来建立磁场,用于励磁的无功电流导致了损耗的增加,降低了电机效率和功率因数,所以永磁电机比异步电机要节能。

  许峻峰介绍说,由于为了通风冷却,地铁用异步发电机是将线圈暴露在外的,需要定期将每台电机的滤网进行一次清洁,如果不清洁,滤网堵塞会影响电机的散热。而永磁发电机则使用全封闭式设计,更加安全可靠,此次株洲所研发的永磁发电机其绝缘技术结合了大功率机车和高铁牵引电机绝缘结构的优点,具有更高的绝缘可靠性,而全新的封闭式通风设计,则有效确保电机内部冷却系统清洁干净,相对异步牵引电机维护更少,噪音低。

  许峻峰介绍说:由于永磁牵引电机结构和电磁方面的特点,其在地铁现场应用过程中在低速时系统噪音明显比异步电机低。整个系统噪音大概降低了3分贝左右。没有滤网清洁这样繁琐的工作,系统的寿命周期成本也大大地降低了。

 

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  ■ 展望:永磁可助高铁更多走出国门——株洲所副总经理、总工程师,高铁永磁牵引系统项目总设计师冯江华向记者介绍,牵引系统技术是高铁的核心技术,永磁技术在国内高铁动力应用上的突破,将使中国高铁在世界舞台上更具核心竞争力。

  永磁牵引成为下一代列车主流研究方向——据了解,世界轨道交通车辆牵引系统技术,经历了直流系统、异步系统、永磁系统三大阶段。永磁同步牵引系统因其高效率、高功率等显著优势,正逐步取代传统牵引系统,成为下一代列车牵引系统主流研制方向。

  冯江华说,此次南车株洲所推出的高速列车永磁同步牵引系统,包含牵引变流器、网络控制系统、永磁同步牵引电动机等,其中最具亮点的就属该公司自主研发的JD188型大功率永磁同步牵引电动机。该电机额定功率达到了690千瓦,是目前国内轨道交通领域最大功率的永磁同步牵引电动机。与传统的异步电动机相比,该电机具有转速稳、效率高、体积小、重量轻、噪声低、可靠性高等诸多特点,采用永磁驱动的同步牵引电机与传统的异步电机驱动系统相比,节能可达10%以上。

永磁高铁最快3年内商用——永磁高铁的市场规模将非常可观,参照永磁地铁的商业化进程,永磁高铁的商业化预计最快3年内能达成。

许峻峰介绍说,近几年随着国内稀土材料价格下降,让永磁体价格也随之下降,大大降低永磁牵引系统成本,而目前国外几个大厂家一直希望到中国国内寻找永磁材料供应商,以降低成本。就海外市场而言,直到20137月,日本东芝才宣布首次获得海外地铁市场永磁同步牵引系统大单:新加坡66396辆改造车永磁同步牵引系统订单。

  冯江华介绍说,未来的某些轨道交通将会去掉齿轮箱,采用直接驱动的方式进行驱动,从而给轨道交通牵引系统带来革命性的变化。 由于轨道交通对体积、重量和空间限制很高,从目前技术状态来说,异步电机无法做到直接驱动,目前只有永磁电机可以做到这一点。冯江华说。


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中国高铁已远远甩开日本成国际市场绝对强者——在德国《世界报》最近评出的世界最快10大高速列车中,中国CRH380316.6公里的平均时速获得第一。最新一期日本经济周刊《东洋经济》援引德国交通咨询机构德国SCI Verkehr的报告称,中国两大铁路企业中国南车集团和中国北车集团在世界高铁市场占有率达49%,远远甩开日本和欧洲企业成为高铁市场上的绝对强者。

在不少外媒眼中,高铁已成为中国升级的缩影。德国Kopp网站4日称,中国正从复制的猫转向创新的老虎,而高铁是中国创新最有代表性的作品,其他还包括智能手机等,世界第二大经济体正走在全球扩张的快车道上。韩国《朝鲜日报》1031日称,中国高铁崛起和世界霸权战略有关。从高铁的特点来看,铺设高铁后很有可能按照承建国的铁路标准来运营。产业化起步晚的中国一直遵照西方制定的规则。有分析称,中国成为G2成员后,想通过高铁从规则跟随者变成制定者。

王梦恕对《环球时报》记者说,高铁出口对中国意义确实非常大。首先它能换来能源,目前能源对世界各国都非常重要,对各种资源储备都不算丰富的中国尤其如此。而且,高铁的发展可以带动其他部门和行业的发展,这种带动能力是一般行业无法比拟的。

 

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中国高铁将用上“中国芯”:中日高铁对比吓一跳,日本被震得目瞪口呆——日本媒体827日报道,日本正在加紧开发新技术,力争将新干线的最高时速由目前的320公里提高至400公里,日本计划在2020年将最高时速达到400公里的新干线投入商业运营。据日本媒体近日报道,日本旅客铁路(JR东日本)将与大阪大学携手,试制了既保证性能又能减轻车体重量的材料。此外,日本铁道综合技术研究所等为解决提速后的噪音问题而开发的技术也有望走向实用化。如果以上技术得以应用,新干线的最高时速将由目前的320公里提高至400公里。

这点速度在中国面前根本就不值一提,而可怜的日本人却还在沾沾自喜,当他们知道了中国高铁的强悍速度后,定会震惊的目瞪口呆。据报道,中国南车制造的CIT500型的试验速度达到了605公里/小时。目前世界上最快高铁时速为574.8公里,但这记录显然即将被中国打破。据官媒报道,中国南车株洲基地建造的国内首条8英寸绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片生产线,日前通过专家鉴定,将于今年6月全线投产。这意味着我国打破了国外技术垄断,掌握了高速列车最核心的技术,中国高铁将用上中国芯

中国南车生产的高铁列出采用自主开发的8英寸芯片,在试验中跑出了600公里以上的时速。中国南车也成为国内唯一一家全面掌握该芯片技术研发、模块封装测试和系统应用的企业。值得注意的是,此次600公里时速只是实验测试成绩,实际中到底能够以多高的速度运营,还要看配套轨道的建设标准和各个线路的运营要求。目前,中国高铁通常运营时速约250公里,而更高速度的CIT500型的设计时速为500公里。这样,中国高铁的速度有望再翻倍。

南车青岛四方机车车辆股份有限公司厂区内,一列银灰色超速试验列车停放在厂区的铁轨上,这列台架试验速度每小时达到605公里的列车,被命名为更高速度的试验列车。中国高铁让世界看到中国速度,日本竟嘲笑中国是抄袭的,结果可想而知了……

 

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