近日,由中国南车株洲所研制的新一代高速列车永磁同步牵引系统,已成功通过国家铁道检测试验中心的地面试验考核。据了解,首辆装有永磁牵引系统的高铁(高速铁路项目可行性研究报告)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年后可实现商业化运营。
据悉,牵引系统技术是机车的核心技术,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。同时,株洲所在2008年变身南车全资子公司之前,也一度由南北车交叉持股。归属南车后,株洲所一直被视作是区分南北车的关键所在。在“南北车整合”呼声越来越高之时,以株洲所为代表的轨道交通科研院所,无疑将再次成为整合博弈的焦点。
作为支撑现代电子信息产业的重要基础材料,永磁近年来在小到手表、照相机,大到汽车、发电机、医疗仪器和变频空调等多领域都已经实现了广泛应用。资本市场永磁概念股也屡次受到热捧。不过直到2011年,由株洲所研制的永磁同步牵引在沈阳地铁二号线第20列车上装车,才实现永磁在我国轨道交通系统的首次应用。
负责高铁永磁动力研究的中国南车基础与平台研发中心副主任许峻峰介绍,株洲所是从2003年开始着手永磁电机系统研究的,牵引系统是高速列车动力的关键来源,一直被喻作高速动车组等轨道交通车辆的“心脏”,因此国外都拒绝对华技术输出。中国也不得不从零起步,完全自主研发。
而高速列车一旦采用永磁同步牵引系统,一方面可以充分利用永磁电机高功率密度的特点,降低列车的动拖比(指一列固定编组的列车中,动力车与无动力车的比例);另一方面通过提高列车牵引效率,可节省大量电能,降低列车的全寿命周期成本。
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%,不过通过节省动拖比,比如一辆原来需要6动2拖的列车,可以只采用4动4拖,节省的2辆动车的牵引系统会使得安装永磁电机的整列车成本反而降低20%。
一般来说,牵引系统能耗约占轨道交通系统总能耗的40%~50%。南车方面提供的数据称,根据在沈阳地铁测量的结果,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,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。业内人士认为,开发以永磁同步电机为核心的新一代牵引传动系统,对轨道交通牵引技术是一场革命性创新,其商用前景也备受关注。