中車株洲電力機車研究所有限公司設計專家陳燕平
助力中國高鐵跑出新速度

2023年6月28日上午,福建湄洲灣,海天一色。跨海大橋上,兩列CR450試驗列車風馳電掣交會而過,相對時速高達891公裡。
千裡之外的湖南,中車株洲電力機車研究所有限公司(以下簡稱“株洲所”)設計專家陳燕平心情激動,眼角濕潤。
為CR450試驗列車研發出新一代牽引變流器的陳燕平,與列車結緣近30年,矢志把突破中國高鐵關鍵技術的擔子扛在肩上。
“隻要有一張實驗台,我就擁有了整個世界”
1998年初夏,陳燕平告別上海交通大學,入職株洲所。
“是個小妹陀(長株潭方言,指小姑娘),還是名校高材生。我們部門每天要和幾百公斤重的牽引變流器打交道,這能行嗎?”帶她的師傅曾有過擔憂。
陳燕平卻有想法、有信心:“現在是電力電子技術第三次革命的時代,隻要有一張實驗台,我就擁有了整個世界。”
當時,世界鐵路大國的機車發展方向,正在從GTO(可關斷晶閘管)牽引變流技術,逐步轉向更為先進的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)牽引變流技術。陳燕平參加工作時,正值我國第一台輸出功率達1.2兆瓦的IGBT牽引逆變器下線,但很多核心部件仍依賴進口。
“我們一個月工資600元,一塊薄薄的進口驅動板就要1500元。當時,所裡連做IGBT驅動試驗最基礎的高壓電源都沒有。”陳燕平回憶。
陳燕平查閱大量文獻資料,徹夜伏案研究。沒有高壓電源,就用變壓器、二極管、電阻開關等自己搭。在同事們的幫助下,她為團隊設計出了高壓試驗電源櫃、試驗工裝及帶防護玻璃的實驗台。直到今天,這個安全高效的設計還在被廣泛應用。
2001年,陳燕平和團隊成功開發出具有自主知識產權的高性能IGBT驅動板,填補了我國大功率IGBT牽引變流器的相關技術空白。同年11月,該設備成功列裝我國自主設計的第一台動力分散型電力動車組——“中原之星”。
“低處果子已經摘完了,現在要跳起來摘”
成功研發出高性能IGBT驅動並未讓陳燕平滿足,她所在的團隊,還肩負著牽引變流系統國產化的重任。
“關鍵技術是買不來、要不來的,隻能靠自己。”從研發6500伏特IGBT牽引變流器,到突破重載貨運電力機車核心技術,陳燕平及團隊掌握了高鐵列車牽引變流器的自主設計能力,助力“復興號”高鐵高速奔馳。
“經過多年高速發展,低處果子已經摘完了,現在要跳起來摘。”陳燕平說,株洲所總是勇於“跳起來摘果子”,IGBT芯片就是頗具挑戰的一個。
這個指甲蓋大小的部件,相當於一道“閘門”,每秒可實現10萬次電流開關動作,能實現對高壓電的精細控制,讓列車實現瞬間提速。這一技術一度隻被少數國外電氣巨頭掌握。
2014年,株洲所成功實現IGBT芯片的自主生產,建成了世界第二條8英寸IGBT專業芯片生產線。
中國制造,不僅能解決“有沒有”的問題,更能解決“好不好”的問題。陳燕平帶領團隊把研究場地搬到應用現場,反復實驗,累計持續實驗時間超2萬個小時,搭建了一套面向機車應用平台的IGBT器件可靠性實驗方法和壽命評估體系。“這為后續研究和應用打下了地基,起到了拓荒開路的作用。”曾在團隊擔任骨干的劉敏安說。
“既要鮮花怒放,更要滿園飄香”
2018年,陳燕平擔任株洲所設計專家,陳燕平專家工作室成立。從沖鋒一線到坐鎮中軍,陳燕平“既要鮮花怒放,更要滿園飄香”。
她為青年科研人員量身定制了一套“1+2”的培養方案,通過師傅指導、現場鍛煉和實際工作相結合的模式,許多青年員工入職不到兩年,就迅速成長為項目組的業務骨干。
忻蘭苑,株洲所變流基礎技術部工程師,是陳燕平帶過的諸多“女徒弟”中的一員。
忻蘭苑和同事們的工作,是在一塊巴掌大小的電路板上,設計最合理的線路,讓看不見的電流迅速通過,並以最方便快捷的方式發出“指令”。聽起來“高大上”,但做起來卻乏味枯燥。調整參數,記錄數據,分析數據,再調整,再記錄,再分析,直到監測顯示屏上出現那道完美的波形。
忻蘭苑記得,有次實驗,各種數據都對得上,但顯示屏上出現的波形總是不對。
“陳老師讓大家把最近幾天的數據全拿出來,一項項仔細比對,終於發現了紕漏所在。”忻蘭苑回憶。
“這就是科研的魅力,有時候就差那麼一點,但那一點卻是最關鍵的。我們要做的,就是不斷地尋找那一點。”陳燕平的這句話,忻蘭苑深深記在心裡。
2023年,中國中車首個巾幗科技創新工作室在株洲所成立,陳燕平擔任工作室負責人。目前,工作室匯聚了10位女性科技工作者,團隊累計榮獲中國專利金獎等重量級榮譽獎勵60余項,獲授權專利130余項。
《 人民日報 》( 2025年03月13日 07 版)
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