中國北車永濟電機公司從2004年10月起,先後引進了日立、西門子等5家國際知名公司的電機、變流器設計工藝製造技術,經過5年的技術引進國產化消化吸收再創新,構建起了四大技術平臺,形成了先進的電機、變流器等設計製造技術,並逐步應用到公司其他領域產品。
牽引電機:
引進:在電機電磁設計、通風散熱設計、結構的應力、電磁場及熱場有限元分析等核心技術基礎上,重點掌握引進電機先進的設計理念、工藝方法、絕緣結構、試驗檢測等技術。
創新:為提高交流電機的功率密度,引進電機定子採用了先進的全疊片焊接結構;為適應高速、大功率運行要求,轉子採用了高強度的導條、端環及護環材料以及先進的感應焊接結構形式;為適應電機的高壓和高熱負荷工況,絕緣系統採用了先進的200級絕緣結構及VPI加旋轉烘焙技術;為適應高速動車輕型化的要求,CRH2、CRH3、CRH5等動車牽引電機端蓋、壓圈採用了輕型鋁合金材料;通過對CRH3機車電機的引進技術的消化吸收,線圈製造中對絕緣結構採用了在線檢測手段,並將此技術推廣到引進的電機線圈製造中,提高了電機的製造質量及可靠性。在電機製造流程中增加浸水試驗檢測、介質損耗檢測、衝片絕緣電阻檢測等目前國際上先進的檢測工藝方法。
趕超:通過技術引進永濟公司融合五家公司先進的設計理念、工藝流程、製造方法和可靠性分析,具有國際先進水平的牽引電機技術平臺基本形成。在此技術平臺上,實現自主開發了200公裡客運電力機車牽引電機的設計、製造。同時在軌道交通運輸裝備、風電、油田、冶金、電力等領域的特種電機也有不同程度的應用。如在CRH3 動車組基礎上,聯合日立公司、大同ABB 共同進行京滬客運專線新一代高速動車組25 列長編組的牽引系統,我公司獨立設計牽引電機,在外形尺寸不變的前提下功率由原型電機的560kW 提升到615kW,電機功率提升了10%,實現了由技術引進的消化吸收到再創新的飛躍;掌握電機的設計及所轉讓的機械強度計算方法和製造技術,並應用在其它電機的設計和製造上。如定子聯線方式應用於我廠生產的主發電機和部分交流變頻電動機上、轉子疊壓及打導條方式逐步應用在油田電機的轉子製造上。
變流器:
引進:通過HXD2電力機車和CRH5動車組變流器的技術引進及國產化再創新,掌握500千瓦至1250千瓦變流器的製造、組裝、試驗、調試技術。
創新:改造完成鉚接式電氣屏櫃生產線,具備標準化集成布線的工藝能力和測試手段,形成年產1000臺各類變流器的工藝生產能力;充分吸收阿爾斯通經驗實現供應商選擇和過程質量控制,國產化變流器質量水平達到甚至超過原裝進口產品;培養一批專業從事大功率變流器應用開發、生產測試、質量控制、售後服務的員工隊伍。實現了從單一電機供應商向電機和變流裝置系統供應商的轉變,標誌著永濟變流裝置製造技術平臺已經基本形成。
趕超:在此技術平臺上,根據對長客動車牽引輔助變流器的消化吸收國產化,已成功將變流器的設計方法應用到了「200km/h動車組交流傳動系統的消化吸收再創新項目」和「時速250公裡高速動車組牽引輔助變流器的研製」中。變流器電氣性能的設計計算方法、牽引性能計算方法已借鑑應用到風電變流器、珠三角城際列車逆變器、2000HP資陽內燃交流傳動機車變流器的設計中;水冷散熱器系統設計提升應用到內燃交流傳動機車變流器的設計中。
充電機:
引進:在國產化方面主要完成了散熱器、高頻變壓器、電感、控制板的充電機關鍵部件的國產化工作。完成了主控制板的功能試驗,搭建控制板級測試平臺。
創新:通過自主創新掌握了DSP、CPLD和通訊相關程序,實現在線參數修改。達到ALSTOM同類產品技術性能要求,實現完全互換。同時也能保證了部件採購渠道的暢通,目前已經在長客完成裝配永濟自主的國產化充電機,準備裝車運行試驗。
趕超:為了實現充電機的國產化自主創新,永濟公司、大連研發中心、四方所聯合對充電機功率模塊進行攻關;完成了ALSTOM動車組充電機主控制板國產化原理性驗證;掌握了充電機軟開關控制技術;完成了充電機試驗樣機研製。
動車組功率模塊:
引進:通過對引進產品的消化吸收和自主創新,掌握了核心技術。
創新:成功研發出CRH5動車組國產化牽引功率模塊、輔助功率模塊和充電機功率模塊,實現了功率模塊的自主設計和製造,打破了外方對我們的技術封鎖。
趕超:通過再創新設計已成功將研發的功率模塊應用到200km/h四軸電力機車變流器中,牽引功率模塊也將應用於HXD2B電力機車主變流柜上,為加快HXD2B電力機車國產化步伐及提高國產化率打下基礎,同時風電變流器的功率模塊也通過功率模塊的創新開發即將得到應用。
質量管理及檢驗:
創新:加強質量管理,設立公司總質量師、組建質量責任工程師隊伍、設立質量監造工程師,加大質量管理力度,實施過程監控;引入嚴格的首件檢驗和供應商管理機制,以提升電機的配件質量管理狀況。質量檢驗及質量保證體系按照ALSTOM的要求進行,實施首件檢驗控制程序、執行產前技術準備檢查評定控制程序、使用PC表加強質量的過程控制、實施供應商評審制度,並將其中先進做法進行了拓展應用,如供應商的管理辦法和供應商的評審程序和方法已在各項產品中應用。
永濟電機公司十分注重技術引進的消化吸收再創新工作,在引進多國技術的基礎上,努力掌握交流傳動機車核心關鍵技術,開拓思路積極實現產品零部件的國產化工作,在其他領域的產品開發中,也能借鑑國外成熟的技術,使永濟公司的產品邁向一個更新更高的水平。