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羅安:“智造”電氣 用心於國

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 12:30:38 來源:中國教育報

從人類進入電氣時代開始,為了讓電更好地為人類服務,百餘年來,無數專家學者投身於電氣科學或工程方向研究。中國工程院院士、湖(hu)南(nan)大(da)學(xue)電(dian)氣(qi)與(yu)信(xin)息(xi)工(gong)程(cheng)學(xue)院(yuan)教(jiao)授(shou)羅(luo)安(an)就(jiu)是(shi)其(qi)中(zhong)一(yi)位(wei)。發(fa)明(ming)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)冶(ye)金(jin)特(te)種(zhong)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu),突(tu)破(po)多(duo)種(zhong)電(dian)能(neng)變(bian)換(huan)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu),攻(gong)克(ke)高(gao)壓(ya)混(hun)合(he)有(you)源(yuan)電(dian)力(li)濾(lv)波(bo)器(qi)(HAPF)核心技術……在電能變換與控製領域,羅安帶領著他的科研團隊,勇攀科技高峰,以一個又一個電氣“智造”,破局外國技術壟斷,為中國製造提供了有力的科學支撐。

助力中國高品質特殊鋼

高(gao)品(pin)質(zhi)特(te)殊(shu)鋼(gang)是(shi)保(bao)障(zhang)國(guo)家(jia)重(zhong)大(da)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she),提(ti)升(sheng)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)水(shui)平(ping),實(shi)現(xian)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)石(shi)。長(chang)期(qi)以(yi)來(lai),我(wo)國(guo)鋼(gang)產(chan)量(liang)雖(sui)穩(wen)居(ju)世(shi)界(jie)第(di)一(yi),但(dan)高(gao)品(pin)質(zhi)特(te)殊(shu)鋼(gang)大(da)量(liang)依(yi)賴(lai)進(jin)口(kou)。海(hai)底(di)石(shi)油(you)輸(shu)送(song)所(suo)需(xu)的(de)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)、高速列車所需的耐磨輪軌與車軸等高品質特殊鋼生產受製於人。究其原因,是連鑄過程生產高品質特殊的關鍵設備——電磁攪拌係統技術及其裝備長期被國外壟斷。

上世紀90年代末,我國加入WTO,鋼鐵工業麵臨著生死攸關的困境:我國鋼鐵品種較單一,附加值較低,產品質量缺乏競爭力。因此,如何提高特殊鋼的品質與成品率成為鋼鐵企業關心的頭等大事。

危機就是機遇。2003年,羅安帶領團隊,對電磁攪拌係統打響了一輪“攻堅戰”。他帶領團隊多次深入現場考察,反複實驗測試,潛心分析並建立了鋼水攪拌磁場、流場和溫度場的多場耦合模型,發明了電磁攪拌兩相電源拓撲結構及大電流快速跟蹤控製方法,使大電流換相時間縮短了50%,連鑄鋼水有效攪拌次數增加了10%,實現了連鑄鋼水正反向快速電磁攪拌。

他帶領團隊研製出的整體式克萊姆環形繞組無齒槽電磁攪拌輥結構、磁屏蔽磁場定向控製、多電源同步控製技術,解決了電磁攪拌輥漏磁、攪拌力相互抵消的國際難題。

2006年,羅安團隊首創兆瓦級方圓坯電磁攪拌電源係統,填補了國內空白。2014年,研製出世界首套2.8m寬、350mm厚輥式板坯電磁攪拌係統在南京鋼鐵成功投運。這意味著我國不僅從根本上打破了國外電磁攪拌電源係統的束縛,更成為了該領域的“排頭兵”。

“鬆綁”高品質超薄銅箔生產

不久前,安徽銅冠銅箔有限公司年產3萬噸的高檔超薄銅箔生產線投產,一時間頗受矚目。

電解銅箔是我國集成電路、航空航天、通訊器材、鋰電池、屏蔽電纜等所需的關鍵材料。在當今高速發展的電子信息產業中,電解銅箔被稱為電子產品信號與電力傳輸、溝通的“神經網絡”。大到神舟飛船、太空空間站,小至數碼相機、智能手機,都少不了電解銅箔。

生產高效高質的超薄銅箔,大電流電解電源是關鍵裝備,它對電流紋波、穩定性、功耗等技術指標要求極高,電源輸出電流的微小波動會引起銅離子吸附不均勻,使銅箔出現褶皺、粗糙、銅裂等現象,影響銅箔品質和成品率。

江銅集團2005年首次引進了美國DYNAPOWER公司晶閘管整流銅箔電解電源,但該類電源存在電流紋波大、能耗高的弊端,使生產的超薄銅箔成品率低、成本高。我國高檔超薄銅箔大量依賴進口。

為改變這種受製於人的狀況,羅安再次把自己帶領著的科研團隊和國家需求捆綁在一起。在反複思考、探(tan)索(suo)實(shi)驗(yan)後(hou),羅(luo)安(an)發(fa)現(xian),晶(jing)閘(zha)管(guan)整(zheng)流(liu)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)脈(mai)動(dong)電(dian)流(liu)的(de)固(gu)有(you)缺(que)陷(xian)是(shi)導(dao)致(zhi)電(dian)流(liu)波(bo)動(dong)大(da)和(he)電(dian)耗(hao)高(gao)的(de)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)。沿(yan)著(zhe)這(zhe)一(yi)思(si)路(lu),羅(luo)安(an)發(fa)明(ming)了(le)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)調(tiao)製(zhi)全(quan)控(kong)高(gao)頻(pin)整(zheng)流(liu)電(dian)解(jie)電(dian)源(yuan)技(ji)術(shu),從(cong)本(ben)質(zhi)上(shang)突(tu)破(po)了(le)大(da)電(dian)流(liu)、低紋波和低功耗電解電源的技術難題。與國際領先的美國DYNAPOWER公司產品相比,羅安團隊研製的電源電耗降低了12%。

守護企業配電網電能質量

武漢鋼鐵集團配電變壓器起火、廣西平果鋁廠電容器爆炸……導致這些供電事故的罪魁禍首是諧波,一種整數倍於工頻50赫茲的高頻電流,簡言之就是不合格的電能質量。

事實上,看似遙遠陌生的諧波就時刻“潛伏”在我們身邊:xiebobujinwuranpeidianwangdiannengzhiliang,yanzhongyingxiangdianlinenghaozhunqueceliang,erqieduidianlixitongheyonghudeyongdianshebeichanshengzhongdaweihai,shenzhiyinfazhongdagongdianguzhanghuoshaohuishebei。

企業配電網諧波汙染嚴重影響企業安全生產和產品質量。羅安舉了個常見的例子:本來大家都用純淨水,但是因為個別用戶有汙染源,純淨水經過這些用戶後成了廢水排出,並流入水庫,受影響的就是整個用戶群。

在了解到企業的這一難題後,羅安認識到,如果能成功解決這個難題,將對國家、社會和企業的發展產生巨大的價值。

懷huai著zhe對dui專zhuan業ye的de熱re愛ai和he對dui國guo家jia電dian力li發fa展zhan的de深shen切qie關guan注zhu,他ta組zu建jian精jing幹gan團tuan隊dui投tou身shen諧xie波bo治zhi理li。記ji不bu清qing有you多duo少shao個ge不bu眠mian之zhi夜ye,他ta們men奉feng獻xian給gei一yi個ge又you一yi個ge設she備bei的de調tiao試shi;記(ji)不(bu)清(qing)有(you)多(duo)少(shao)個(ge)假(jia)日(ri),他(ta)們(men)陪(pei)伴(ban)在(zai)數(shu)據(ju)和(he)儀(yi)器(qi)的(de)旁(pang)邊(bian)。功(gong)夫(fu)不(bu)負(fu)有(you)心(xin)人(ren),在(zai)不(bu)斷(duan)思(si)考(kao)和(he)實(shi)驗(yan)之(zhi)後(hou),他(ta)提(ti)出(chu)了(le)高(gao)壓(ya)混(hun)合(he)型(xing)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou),巧(qiao)妙(miao)地(di)利(li)用(yong)基(ji)波(bo)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)降(jiang)低(di)了(le)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)部(bu)分(fen)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)功(gong)耗(hao),發(fa)明(ming)出(chu)諧(xie)波(bo)分(fen)頻(pin)控(kong)製(zhi)和(he)相(xiang)角(jiao)補(bu)償(chang)方(fang)法(fa),提(ti)高(gao)了(le)混(hun)合(he)型(xing)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)諧(xie)波(bo)補(bu)償(chang)精(jing)度(du)。目(mu)前(qian),產(chan)品(pin)已(yi)成(cheng)功(gong)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)於(yu)冶(ye)金(jin)、化工等60多家企業中,為企業的諧波治理提供了一條大麵積推廣的新道路。(通訊員 李妍蓉 曾歡歡)

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