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最美铁路人丨陈燕平:让高铁“中国芯”坚强有力地跳动

红网时刻新闻记者 聂千川 通讯员 姜杨敏 株洲报道

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颁奖现场。

“我作为铁路人、科技工作者,真的非常幸福,有非常好的平台展示自己的才华,实现自己的梦想。”1月23日,陈燕平激动地对记者说。当天,她获得2023年“最美铁路人”称号。

陈燕平,现任中车株洲电力机车研究所有限公司设计专家,正高级工程师,先后获得茅以升铁道工程师奖、湖南省三八红旗手、中国中车劳动奖章等荣誉。她巾帼不让须眉,以实现中国轨道交通牵引变流技术自主化的雄心壮志和过硬本领,为中国铁路牵引传动系统的关键技术攻关和产业安全自主可控作出贡献。

打破桎梏 动车组用上了“中国芯”

1994年,陈燕平以湖南省衡阳市衡山县第一名的成绩考入上海交通大学。从株洲转车去上海,一路站了20多个小时,下车后,几天内看什么东西都像在火车上一样晃。

这样的乘车体验与当今高铁“立硬币不倒”的现象形成鲜明对比。这背后,列车牵引变流器中的核心元器件“绝缘栅双极晶体管”(IGBT)发挥了作用。

如果把纵横驰骋的高铁列车比作一条苍龙,安装在列车底部的牵引变流器就是龙的心脏。列车行进过程中的加减速以及恒速控制,都通过它来实现。这个吨级的方盒子中,一块巴掌大小的IGBT模块是最核心的器件。它相当于一个“闸门”,能让列车在启动后即刻提速至时速300公里以上,是高铁列车高速平稳运行的重要保障。

作为国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品,IGBT号称“功率半导体皇冠上的明珠”,诞生以来一直被西方发达国家垄断。

1998年,陈燕平学成毕业,进入当时中车株洲所IGBT牵引变流器设计团队。恰逢我国第一台输出功率达1.2兆瓦的IGBT牵引逆变器下线,陈燕平跟着团队里的同事一起,全程参与地面调试。期间,她本人表现出的超高悟性和勤奋好学也获得一致认可。这为她今后的研发工作打下基础。

不久后,陈燕平接到IGBT器件应用及驱动技术探路的重任。驱动技术是IGBT器件得以成功应用的前提,当时一块进口IGBT驱动板是陈燕平月薪的好几倍,责任重大,陈燕平兴奋到睡不着。“我心里很开心的,因为我来就是想干事的。”她笑着回忆。

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陈燕平正在做实验。

为尽快攻克IGBT驱动技术,陈燕平一边瞄准国外先进驱动产品开展大量研究性试验,一边大胆摸索电路和试验方法。试验条件有限,她自己用变压器、二极管等设计出试验所需的高压电源;无法验证器件的可靠性,她研发智能驱动板老化盒;脉冲分配板调试不够人性化,她将原来必须由专业技术人员操作的复杂工序,简化成几个按钮就能执行……

经过两年的探索,2001年,在全面消化吸收国外成熟技术的基础上,陈燕平成功开发出具有自主知识产权的高性能IGBT驱动板,有效打破了IGBT驱动技术长期受制于人的困局,填补了我国大功率IGBT牵引变流器相关空白。

2001年11月,我国自主设计、拥有自主知识产权的第一台动力分散型电力动车组“中原之星”投入运营,成为中原大地一道亮丽的风景线。

自主研发 为高铁加装“强劲的心脏”

IGBT牵引变流器的自主研发成功并没有让陈燕平沾沾自喜,她清楚的知道,他们的产品和技术离国外公司还有很大的差距。

然而,喜悦并没有持续太久,此后很长一段时间里,团队自主研发的IGBT牵引变流器没有上线机会。有段时间,团队成员都担心自主研发路线会萎缩或被进口替代。

“不用我们的产品也罢,只要不赶我们走就行,自主创新的热潮肯定会回来的,我们的技术积累了10多年,你不能走,我也不能走,我们得把自主研发的种子留下,把技术传承下去,这是我们这代人的使命。”陈燕平斩钉截铁地对着师傅忻力说。

在陈燕平的激励下,研发团队开始“暗渡陈仓”。趁着当时西方公司技术转让的契机,团队从生产、调试、试验、故障分析等环节,全方位对西方技术进行学习、吸收、消化。

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陈燕平与团队研究技术难关。

“产品没机会上线,我们接着学习来的技术,自己立项目,自己在家里搞实验,把国外顶尖技术吃透。”陈燕平笑着说,当铁路上列车以350km/h的速度在奔跑时,他们在实验里研发的IGBT牵引变流器,可以让列车速度达到500km/h,正在朝着600km/h的目标冲刺。

从2002年开始,默默“磨剑”6年后,转机在2008年到来。

团队负责沈阳地铁2号线改造的消息传到了铁道部,顺势将上海地铁1号线改造的订单也交给了中车株洲所。

“那天我正在外地出差,突然接到电话,中车株洲所将承担大功率交流传动六轴7200千瓦电力机车项目,也就是上海地铁1号线改造项目。”陈燕平说,这是我国具有自主知识产权的IGBT牵引变流器在交流传动电力机车领域获得的第一个批量订单。

按照要求,从设计、生产试制到试验交付,留给牵引变流器项目团队的时间不足5个月。作为技术总管和项目组核心成员,陈燕平除了承担研究性试验,还要负责出厂试验方案的撰写、试验系统的设计、试验大纲的编制,以及项目的整体协调工作,那年春节她的心思都扑在了项目上。

然而,试验中,产品总是不停出现电缆发热或烧损。眼看交付日期临近,陈燕平仍记得最后一次试验的场景。那是凌晨三点多,整个团队屏息以待,等着试验结果。当正确的波形终于出现,所有人都喊出了声。

“这一刻,不仅意味着我们完成了这个订单,更意味着,此前的坚持没有白费,我们国家的牵引变流技术离世界先进水平又进了一步!”陈燕平说。

陈燕平又马不停蹄投入到更先进的牵引变流器试验中。如今,我国高压变流器设计能力与IGBT应用技术成功迈入国际先进行列。

薪火传承 培育时代新人

“抱大树”“育好苗”,是陈燕平长期遵循的育人逻辑。陈燕平十分注重把参与科研项目作为青年人才培养的最好机会,几乎每一个重大项目,每一次紧急任务,陈燕平都带着年轻人一起参加,就像当年师傅忻力一样,重大项目都会带着她,在“实战”中不断提升工作能力。

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陈燕平指导团队青年。

2018年,陈燕平回到中车株洲所研究院,担任设计专家,同时,陈燕平专家工作室成立。

2023年6月9日,中国中车首个巾帼科技创新工作室在中车株洲所成立。陈燕平担任工作室负责人。工作室聚焦于变流技术领域,重点围绕“芯片——器件——装置——系统”全产业链,从“设计——制造——质量——标准”全工程链组织开展芯片技术、 变流技术、智造技术、RAMS技术、标准技术五大关键技术的前沿技术探索与共性技术研究,通过联攻关与创新,打造更加先进、安全、可靠及具备国际影响力的变流装备及产品,助力公司轨道新能源、工业变频产业的快速、稳健发展。

陈燕平日复一日对中车株洲所的年轻人进行耐心细致的培训。她结合承担的科研项目,把科研技术攻关与人才培养融为一体,同步提升水平。现在,工作室的年轻人已能熟练完成基本的生产任务,并承担科研项目的相关工作

陈燕平从一名普通技术人员,成长为设计专家。回溯往昔,陈燕平深有感触:作为一名打造“国家名片”的参与者,我时刻感受到肩上沉甸甸的责任。在科技日新月异的时代,我们必须不断锐意进取、自我超越,作出无愧于时代的贡献!

来源:红网

作者:聂千川 姜杨敏

编辑:任欣蓓

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