作为我国电工产品的摇篮,已有90载辉煌的湘电集团近年来把电机技术底座越筑越牢,推出了YE5高效三相异步电动机、调相机、高效永磁直驱系统、工程机械高压电驱系统、船用综合电力系统五类“硬核”科技产品与系统解决方案。
它们出身不同、场景各异,却有着共同气质:国家需要时“闻令而动”,极端工况下“金刚不坏”,客户算账时“绿色增效”。湘电以制造业“单项冠军”高压高效电机为技术底座,衍生出五类科技产品与系统解决方案,这家省属国企的研发理念、创新精神和产品调性,都写在一次次技术突破里。
闻令而动 国家需求就是研发指令
“闻令而动”,就是紧跟国家战略方向,瞄准行业现实痛点,把积淀深厚的硬核技术从实验室推向产业一线——哪里有发展难题,湘电的创新就落子哪里。
“调相机”这个名字,天生带着一股机敏劲儿:电压低了,它补;电压高了,它吸。风电、光伏大规模并网,新能源“靠天吃饭”的波动性让电网惯量和抗扰动能力下降。湘电2022年即组建专项研发团队,仅用不到两年的时间完成调相机新产品从方案设计到初代样机验证、二代优化迭代、最终产品定型的全流程攻关,推向市场当年就斩获首个订单。2026年,50Mvar分布式调相机在海拔5300米的高原场址成功并网,刷新全球同等级调相机最高投运海拔纪录,成为守护电网安全稳定的“压舱石”。
同样“闻令而动”的,还有工程机械高压电驱系统。伴随国家“双碳”战略推进,工程机械领域传统燃油大型矿用设备高耗能、高排放短板日益凸显。湘电快速转化特种装备极端环境适配技术,自主研发75吨到300吨全系列工程机械高压电驱系统,为矿山“钢铁巨兽”装上强劲“电动心脏”。
矿山、港口、建材行业大量传统传动设备依靠减速器、耦合器传递动力,传动链路长、能量损耗大。湘电将风电领域打磨成熟的永磁直驱技术跨界应用,推出高效永磁直驱系统,砍掉中间传动部件,为选矿设备、带式输送机、反应釜等工业装备实现节能升级。
国内存量工业电机数量庞大,老旧电机能耗居高不下。湘电联合华中科技大学开展多维度仿真优化,研发出达到IE5最高能效等级的YE5高效三相异步电动机,既可配套新建工程项目,也能够直接替换现场老旧设备,为工矿企业存量节能改造提供可行路径。
内河航运、海上风电运维船舶减排需求迫切,海外产品长期占据主导。湘电将特种舰船综合电力核心技术向民用领域转化,打造船用综合电力系统。从600吨海上风电运维平台实现核心装备全国产化,到“湘江绿电001号”纯电内河船舶顺利首航,湘电以国产装备守护江河碧海。
不困守固有赛道,把一套高压高效电机核心底座灵活应用到矿山、电网、工厂、江海船舶,正是湘电“闻令而动”的研发逻辑。
金刚不坏 把极端工况当“试金石”
“金刚不坏”,意味着产品扛得住恶劣环境、经得起高强度实战,把高可靠性根植到每一件产品的基因之中。
工程机械电动化,难点不在“电动”,而在“耐用”。把精密的电气系统装进高振动、高粉尘的挖掘机体内,如同给钢铁力士换上一颗必须极度稳定的“电动心脏”:传统电气元件在持续冲击下容易松动、磨损;无孔不入的粉尘又威胁电气绝缘,可能引发短路甚至安全事故。湘电的办法,是通过创新结构动力学仿真技术与重型装备坚固工艺的深度融合,为驱动系统打造一副“金刚不坏之身”:3000米海拔功率零衰减,-40℃至+50℃温度区间稳定运行,可耐受5g高强度振动。
“易损不耐造”曾是矿山行业电动化长期痛点。露天矿自卸车长期承受高频颠簸冲击、强温差、露天老化侵蚀;井下电机车持续面临高粉尘、高潮湿、密闭腐蚀环境,极易造成电气元件松动、绝缘失效、故障停机。湘电依托结构动力学仿真优化与重型装备抗振防腐核心工艺,突破常规设备工况极限,产品性能全面优于通用矿用标准:可实现3000米高海拔功率无衰减、-40℃~+50℃超宽温域稳定运行、耐受5g高强度振动冲击,有效解决重载冲击、粉尘潮湿、高低温劣化等行业难题,实现露天重载运输、井下轨道牵引全场景高可靠服役。由此,湘电构建起适配极端矿山工况的高耐久电动装备技术体系,将“金刚不坏”般的高可靠品质转化为核心优势。
船用综合电力系统,则把“金刚不坏”写进了江河湖海。例如,为经受海上盐雾腐蚀考验,研发团队针对电机防护等级,开展超过20次测试验证。这套系统就像船上的“动力中央厨房”:统一发电、分配能量。传统船舶柴油机常低负荷空转,湘电系统搭配“柴油发电机+储能电站”,让发电机始终工作在高效区;传统船舶一台柴油机故障即停工,湘电系统实现全船电力驱动、发电机冗余配置,一台故障不影响作业;传统船舶需多人盯守,湘电通过1kV直流变配电装置实现能量统一调度。其中,“湘江绿电001号”攻克标准过闸船型设计、长续航动力匹配等六大技术难题,保障船舶在内河复杂工况稳定航行。
此外,高效永磁直驱系统采用机电一体化精简结构,减少故障点,设备可实现远程监控、自动加脂,基本达成免维护运行;YE5高效三相异步电动机防护等级IP55、F级绝缘,适配水泥、钢铁、盐化等粉尘、腐蚀、冲击负载工况。
“金刚不坏”的底气同样来自人。调相机奔赴河北、内蒙古项目,现场冬季低至零下30摄氏度,户外作业环境极其严酷。湘电楷模罗卫平带领调试团队冲锋在现场一线,将行业常规30天调试工期压缩至7天,保障设备顺利投运,助力客户提前创造经济效益200余万元。
绿色增效 把降碳实惠交到客户手中
践行“双碳”目标,不等于只讲环保不计经济回报。湘电五大产品共同秉持“绿色省钱”理念,坚持环保效益与商业效益双向落地,让客户改得起、用得好、有收益。
工程机械高压电驱系统实现零尾气排放,运行噪音显著降低。以300吨电动挖掘机测算,每日可节约燃油费用约2万元,维保成本下降50%,设备作业时间越长,经济性优势越突出。
高效永磁直驱系统传动效率可达93%以上,对比传统驱动模式综合节能20%~40%,大型设备每年可节省数十万度电能。安化渣滓溪矿业完成永磁系统改造,试运行阶段节能率超20%,实现节能降本双赢。
YE5高效三相异步电动机对标国际IE5最高能效标准,全系列平均效率较YE3电机提升4.1%。一台110kW电机,年运行6000小时,每年节电18000千瓦时,2~3年即可收回设备增量投入,15年全生命周期净收益可达20余万元。每万千瓦装机容量年碳减排约200吨,在四川峨胜水泥、大冶特钢、湖南盐业等项目中,助力企业实现降碳增效。
新一代调相机具备快速响应能力,提供无功支撑与物理转动惯量,提升新能源场站消纳能力,减少弃风弃光,充分释放新能源资产价值。
船用综合电力系统采用“柴油发电机+储能电站”组合模式,令发电机组稳定运行在高效区间。沿海自卸砂船搭载该系统后,维修成本降低30%以上;“湘江绿电001号”实现航行零排放,单船每年减少二氧化碳排放900吨,为内河航运开辟经济环保新路径。
记者手记
“硬核天团”背后是一脉相承的“湘电精神”
五大产品形态千差万别,背后共享同一套湘电核心能力底座:依托90年电机研发积淀,打通“电机+电控+电磁能”三大核心主业,坚持核心技术自主可控,多项装备实现国产化替代,打破国外技术垄断。
企业始终坚守“以客户为中心”理念,不局限于实验室理论参数,研发人员深入矿山、戈壁、江河一线摸清真实工况,输出定制化系统解决方案。团队兼顾专家研发力量与扎根现场的工匠人才,研发创新与试验验证双向协同。
如今,在高压高效电机这一制造业单项冠军基座上,YE5电机扛起存量工业设备改造重任,调相机筑牢新型电力系统安全屏障,永磁直驱赋能千行百业工业节能,工程机械高压电驱助力矿山电动化转型,船用综合电力系统开拓绿色航运新蓝海,五大力量集结成湘电“硬核科技天团”。
面向未来,湘电集团将持续夯实高压高效电机冠军底座,推动技术向着高功率密度、模块化、智能化迭代升级,持续为矿山、电网、工业制造、海洋船舶输出国产装备方案,让湘电绿色动力驰骋国内矿山工厂、江河湖海,同时扬帆出海走向全球市场,为世界绿色低碳转型贡献湘电智慧。
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来源:湘潭市人民政府
