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陈建国“3、2、1，开机”，随着总指挥一声令下，电钮轻轻一按，电机轻盈起动，均匀加速，每分钟流量达3250m3的巨大的高炉送风系统开始运行，各种仪表显示：一切数据正常。“成功了”，调试指挥中心的人们欢呼起来，黄皮肤、白皮肤，在场的中外专家纷纷鼓掌，热情拥抱，有的甚至流下了激动的泪水。这是2004年6月4日，在首钢集团首秦金属材料公司板材技改工程现场发生的一幕，随着电动机的起动，标志着首钢集团配合奥运，炼铁系统搬迁河北后最重要的技改工程3250高炉鼓风机系统成功投运。曾几何时，欧美发达国家的大
功率高压电动机是“不屑”与中国起动设备为伍的，而此次起动该套由西门子提供的15500KW电机所拖动的高炉风机系统的性能优良的软起动设备，则是地地道道的“中国造”。而这一被传统的电学常识认为不可能的技术获得了2000年度国家创新基金的支持，在鉴定会上被专家评价为“里程碑式的进步。”
自主研发，勇闯禁区
1997年，追日电气刚成立时，产品只有单一的绕线式电动机水阻起动柜，属于模仿国外产品，技术含量低，市场面窄（水泥厂为主），年产值仅100多万元，指望这个产品，企业连生存下去都成问题。这时追日高级工程师、公司董事长陈建国开始将目光聚焦到寻求市场缝隙上，通过近一年的市场调研，走访了数百家企业及相关设计院，了解到国内市场存在着对大功率高压笼型电动机（含同步电动机）软起动产品的迫切需求。当时，各企业大装置（如高炉、制氧机组、炼油设施等）由于无合适的辅助起动技术和产品，通常的选择是直起（对电网需求高，起动电流达6－10倍）或串电抗器起动（不可调，起动电流达4－6倍），从而造成大装置一旦起动，轻易不敢停机，能耗也因此升高不少。追日人的思路明确了：开发市场急需的高压大功率电动机软起动装置。项目方向确定了，从哪里着手呢？要知道，解决高压（6KV以上）大功率电动机起动问题就是当时欧美发达国家也没有很成熟的技术方案，而变频器装置由于大功率器件的制造难度，价格十分昂贵不说，可靠性也不高。追日电气科研人员当时确定的新产品开发思路是：不拼器件比原理、造价低廉并可靠。但这样独辟蹊径的探索又谈何容易？而这毕竟是一种正确的思维方式，因为无论从科研的投入和技术积累的程度，当时都不允许追日电气尝试花钱很多的方案。这样，从自身已有的经验出发，将“水”作为导电介质，就自然进入了追日人的视野之中。以往的研究知道，水具有物理化学上的二个电学特性：一是纯水的导电性虽然很差，但若将其配制成一定浓度的离子溶液后，其导电率就会因离子浓度升高而变大；二是水离子溶液的导电率具有负温度特性，电阻随温度升高而变小，当然这都是在常温、低电压下观察到的现象。从上面的叙述中也可以很容易得出一个结论：离子型水电阻具有负温度特性在一定条件下是一种自在的物理特性。利用这种负温度特性人们制成了低压情况下使用的绕线式交流电动机的起动装置。我们国家从上世纪七八十年代就有从欧、美、日等国进口这种水电阻起动器用于绕线电动机拖动的轧钢机、球磨机、风机等案例。但用于大功率高压笼型或同步电动机的液态软起动产品，国际上（除中国外）迄今未见开发和生产，在90年代前也绝少见诸文献报道。这说明，在液态电阻使用于高电压领域时，国际上多年来还是一片“禁区”。追日人闯入这一未知的领域，其危险性和技术难度是在以后试验研究、开发应用逐步深入后才逐渐体会到的。将液态电阻使用于高电压场合，让人最难以把握的是它是否或在什么情况下还遵从欧姆定律，即一定组份的离子溶液会否在高场强情况下突然拉弧放电？这个问题，当时在教科书和专业文献里都未检索到有价值的答案，所以必须首先解决基础实验的问题。经过不断探索，终于配制出在42KV条件下，一定值的大电流时，始终都能很好遵守欧姆定律的离子溶液。这些实验的成功为进行产品设计打下了坚实的基础。产品设计构思是研发最终能否成功的关键步骤。在如何保证液态阻值在高电压情况下始终受控（像变频器里的电力电子模块一样），如何保持在大尺寸柜体条件下，伺服传动系统所传递的三相电极运动误差尽可能小，以保证三相电流平衡，以及如何抑制起动过程中可能产生的拉弧或噪声等，追日电气在产品设计上实现了许多创新性的突破。产品的完善也是一个惊心动魄、绞尽脑汁的过程。首先，产品的验证就经历了残酷的首轮“淘汰”。花几十万元制造的首台样机要进行实际工况的检验，由于创业初期公司没有大型的实验平台，好不容易联系到一家水泥厂春节停产检修的6KV、800KW磨机允许做试验，从上午开始进现场，到安装接线完成，已是傍晚6点。第一次开始试车时，天已黑下来。由于当时对电液本质及高压情况下的表现认识仍然不足，导致首次启动由于初始电磁转矩不够而失败了。这且不说，起动开始瞬间伴随的水体拉弧放电现象，其触目惊心也是我们在小试阶段所未曾观察到的（欧美等国家是否因此而止步呢？）。作了初步的分析判断后，开发小组认为上述现象不会造成设备的破坏，在作了适当调整后，遂下决心再起一次，结果二次起动在16秒钟后，磨机成功达到额定转速。首台样机现场试验成功，表明高压笼型液态软起动装置其原理是成功的。这套装置虽在随后作了许多改进，但这毕竟是中国，也是世界上第一台利用水作可控电阻起动高压笼型交流电动机的成功案例。历史将这一时刻永远定格在1998年中国农历腊月29日晚上9时半。
彻底改变我国电动机起动产品格局
由于有严谨的原理论证和严格的试验改进作基础，以及清晰的产业化思路，自追日电气第一台高压交流电动机液态软起动装置于1999年在河北唐山国丰钢铁厂3700KW电动机上一次起动成功后，市场迅速被打开，冶金、石化、轻工、市政、军工等各领域纷纷选用，原国家经贸委、科技部等主管部门亦专文推广这项技术，使得其应用领域越来越宽。为满足不同行业的不同需求，追日电气又不失时机地运用现代计算机技术，开发出了智能型软起动装置，性能更优良，操作更简单，使其具备了适应性强、安全可靠的成熟产品的风范。与进口变频相比，液态软起动装置具有良好的性价比优势，在同样满足起动、保护电机功能的前提下，价格仅为进口变频的1/10，因而一上市就立即受到市场的青睐，其经济效益和社会效益是十分明显的。产品也因此被评为国家重点新产品，列入2003年度国家重点火炬计划产业化项目。谈到液态软起动技术的优势时，广东韶钢公司炼铁厂一领导对当时国家冶金局有关领导汇报说：我们厂原来一台3000KW电机，每当开机起动时，厂里都很重视，电气口上下如临大敌，从变电站到车间，处处分兵把守，个个屏神静气，现在我们起动4000KW电机已是小事一桩。他并在现场作了演示，只轻轻一按电钮，电机便均匀加速，电压电流一切变化正常。2002年鞍钢集团管生产运行的蔡总在东北三省区的大功率电动机软起动技术经验交流会上的发言也许最能概括液态软起动装置的特点，他说：“没想到，这么复杂的过程，这么简单就给解决了。把复杂的事做简单，才是真正的不简单”。他这样说，是因为有切肤之痛。20世纪80年代末，鞍钢有一套4000KW电机，花高价从国外某跨国电气公司引进了一套变频装置，设备安装后，正赶上1989年那场政治风波，中国遭到西方一些国家的制裁，迫于压力，供应商不肯来调试。实在没有办法，鞍钢只得汇同鞍山钢院自动化系组织了一套班子进行攻关，最后虽然也起动了，但运行一直不顺，磕磕绊绊了十几年，2001年该公司新上四座大高炉，其5600KW的风机软起动装置全部采用追日电气产品，仅此项不仅节约了3000多万元投资，还一举解决了设备的安全起动运行问题，彻底消除了心头之患。正是由于追日电气液态软起动技术的开发与推广，短短几年已彻底改变了我国软起动产品依赖进口，受制于人的局面，数千套各类大装置由于采用国产软起动产品，不但绕过了技术瓶颈，还为国家节约了大量外汇。现在，中国制造的软起动设备还成套出口，为国家赚取外汇。近几年国际上一些大的主机制造商，像ABB、西门子、GE（电机）；阿特拉斯、霍登华（风机）；神钢、日钢（挤出机）等都与追日电气展开了商务和技术上的合作与交流，追日电气也因这样的国际合作加快了自己的技术进步，而国内软起动设备的制造也逐渐形成一个数亿规模的产业，中国因而成为国际上这一领域里的生力军。
作者简介
陈建国：上海追日电气有限公司董事长，高级工程师，2003、2004年连续两年被评为中国优秀民营科技企业家，自1997年起享受国务院政府专家津贴。（日京／编制）（来源：金羊网）
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