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高鐵永磁電機節能優勢突出成中國永磁無可比擬優勢

2014-11-03 11:45:34報告大廳(big5.chinabgao.com) 字號:T|T
主題詞:永磁
  報告大廳摘要:隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技産品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的還是钕鐵硼強磁和鐵氧體磁鐵。

高鐵永磁電機節能優勢突出成中國永磁無可比擬優勢

  隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技産品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的還是钕鐵硼強磁和鐵氧體磁鐵。永磁材料又稱“硬磁材料”。一經磁化即能保持恒定磁性的材料。具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁。

  從永磁材料的發展曆史來看,十九世紀末使用的碳鋼,磁能積(BH)max(衡量永磁體儲存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奧),而國外批量生産的Nd-Fe-B永磁材料,磁能積已達50MGOe以上。這一個世紀以來,材料的剩磁Br提高甚小,能積的提高要歸功于矯頑力Hc的提高。而矯頑力的提高,主要得益于對其本質的認識和高磁晶各向異性化合物的發現,以及制備技術的進步。

  由中國南車株洲所研制的新一代高速列車永磁同步牽引系統,近日已成功通過國家鐵道檢測試驗中心的地面試驗考核。記者在株洲所最新了解到,首輛裝有永磁牽引系統的高鐵已經在南車青島四方整車下線,接下來將進入考核試驗階段,最快3年後可實現商業化運營。

  據了解,牽引系統技術是機車的核心技術,永磁技術在國內高鐵動力應用上的突破,將使中國高鐵在世界舞台上更具核心競爭力。

  同時,株洲所在2008年變身南車全資子公司之前,也一度由南北車交叉持股。歸屬南車後,株洲所一直被視作是區分南北車的關鍵所在。在“南北車整合”呼聲越來越高之時,以株洲所為代表的軌道交通科研院所,無疑將再次成為整合博弈的焦點。

  永磁機車節能優勢突出

  作為支撐現代電子信息産業的重要基礎材料,永磁近年來在小到手表、照相機,大到汽車、發電機醫療儀器和變頻空調等多領域都已經實現了廣泛應用。資本市場永磁概念股也屢次受到熱捧。

  不過直到2011年,由株洲所研制的永磁同步牽引在沈陽地鐵二號線第20列車上裝車,才實現永磁在我國軌道交通系統的首次應用。

  負責高鐵永磁動力研究的中國南車基礎與平台研發中心副主任許峻峰告訴記者,株洲所是從2003年開始著手永磁電機系統研究的,牽引系統是高速列車動力的關鍵來源,一直被喻作高速動車組等軌道交通車輛的“心髒”,因此國外都拒絕對華技術輸出。中國也不得不從零起步,完全自主研發。

  而高速列車一旦采用永磁同步牽引系統,一方面可以充分利用永磁電機高功率密度的特點,降低列車的動拖比(指一列固定編組的列車中,動力車與無動力車的比例);另一方面通過提高列車牽引效率,可節省大量電能,降低列車的全壽命周期成本。

  許峻峰舉例稱,雖然目前單個的高鐵用永磁電機成本比現在普遍服役的交流異步電機成本增加約10%,不過通過節省動拖比,比如一輛原來需要6動2拖的列車,可以只采用4動4拖,節省的2輛動車的牽引系統會使得安裝永磁電機的整列車成本反而降低20%。

  一般來說,牽引系統能耗約占軌道交通系統總能耗的40%~50%。南車方面提供的數據稱,根據在沈陽地鐵測量的結果,永磁同步牽引系統相比于異步牽引系統可實現節能9.61%。經測算,如果2015年全國規劃建設的96條軌道交通線路全部采用永磁同步牽引系統,那麽每年新線運營能耗將節約1.92億元。

  中國有得天獨厚的優勢

  宇博智業市場研究員認為,開發以永磁同步電機為核心的新一代牽引傳動系統,對軌道交通牽引技術是一場革命性創新,其商用前景也備受關注。

  在德、日、法等高鐵大國,永磁同步傳動系統已經應用到了高速動車組、地鐵車輛、低地板車輛、單軌車以及機車調車等領域,大多完成了樣機的開發和實際線路的考核,在某些場合正逐步進行小批量應用。

  據宇博智業中心的2015-2019年高絕緣稀土永磁材料行業市場價格專題深度調研及未來發展趨勢研究預測報告顯示,中國永磁在軌道交通上研發雖然起步較晚,但目前已經逐漸追趕上國外先進水平。株洲所此次永磁高鐵的下線,標志著我國成為世界上少數幾個掌握高鐵永磁牽引系統技術的國家。

  參照永磁地鐵的商業化進程,永磁高鐵的商業化預計最快3年內能達成。而屆時永磁高鐵的市場規模將非常可觀:以2015年前後國內將建設96條城市軌道交通線路,一條線按20列6輛編組,每輛機車100萬元進行計算,一條線路永磁同步牽引系統將産生1.2億元的産值。如果96條線路全部采用永磁同步牽引系統,預期的産值將達到115億元。

  就海外市場而言,直到2013年7月,日本東芝才宣布首次獲得海外地鐵市場永磁同步牽引系統大單:新加坡66列396輛改造車永磁同步牽引系統訂單。永磁高鐵的海外市場才剛剛起步,當然,市場競爭也會非常激烈。

  不過,中國永磁有著無可比擬的優勢。許峻峰在接受記者采訪時認為,只要技術研發能和國際比肩,中國最大優勢就是擁有豐富的永磁材料稀土資源。目前國外幾個大廠家一直希望到中國國內來做,因為可以降低成本。

  記者同時從中國南車了解到,10月30日,株洲所第3000套城軌牽引系統在株洲正式下線。這意味著,自2007年國産自主牽引系統品牌首次獲得獨立參標資格以來,國産牽引系統累計生産數量首次超過國外企業(含中外合資企業)。

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