2016年,我国首套盾构机永磁同步电机在中国中车研制成功,并顺利交付客户,实现装载运行。这在全球尚属首次,实现了工程机械领域“动力驱动”的一次重大技术变革与突破。其中秦岭隧道全长18.46公里。如仅靠人力,至少需要10年,但盾构机能把十年工期缩短至5个月。当时,全球仅有少数海外发达国家具备大型盾构机研制能力,我国只能从国外全套进口。

中车株洲电机公司长期以来一直保持对市场的敏锐度,在主营业务上不断深耕发力,深度聚焦国家政策,积极关注城市轨道、水利工程、越江隧道等大型基础设施建设项目带来的行业发展契机,意识到国内盾构机行业必然将迈入自主化、国产化、产业化的新阶段。

凭借多年来将轨道交通牵引技术成功应用于风力发电、汽车驱动、工程机械等领域的成功经验,中车株洲电机公司通过周密细致的调研,翔实可靠的分析,确定了进军盾构机动力系统的信心与决心。

坚定走自主创新之路,是抢占市场先机的必然之路。为抢抓盾构机动力系统国产化的市场机遇,中车株洲电机公司于2014年开始了自主化盾构机用主驱电机研制。

当时,在全国数百台使用的盾构机中约85%为进口产品,该类产品多采用三相异步电动机驱动模式进行动力输出。

“如果跟随国外盾构机异步电机的技术路线,我们没有竞争优势,更没有核心竞争力。我们只能在技术创新上发力,自主研制具有创新性、战略性的首台套产品。”中车株洲电机公司高级主任设计师黄松海说。

中车株洲电机公司高级主任设计师黄松海

全新的领域,没有技术参考,黄松海和他的团队成员们,从未轻言放弃。依托中车永磁电机技术的诸多原创性、先发性优势,以自主创新为驱动,沉下心来开辟盾构机永磁电机的新蹊径,力争将竞争对手拉回同一起跑线。

为打造更具竞争力的动力系统,研制出性能更加优异、更加可靠的“中国制造动力系统”,在盾构机动力设计及研制上,黄松海和他的团队采取跨界思维,跨越了通用的三相异步电机技术,借助中车在永磁技术领域所积累的专业技术和成功经验,向盾构机动力转型升级“永磁化”发起强势冲击。

盾构机特殊的工作环境,因地质的不同,刀盘的转速也会不断发生变化,需要根据不同工况下盾构机刀盘的功率、转速和扭矩来确定电机的功率、转速和转矩。

黄松海白天抓紧时间与客户对接技术需求,开展多方位调研,晚上与团队一起进行设计与仿真计算。

“做人做事,不走捷径,不取巧,最终才能有所收获。我们唯有把握市场动态,充分了解产品应用环境、用户需求以及竞争对手产品性能,才能使设计的产品在激烈的市场环境下更具竞争力。”黄松海说。