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從人類(lèi)進(jìn)入電氣時(shí)代開(kāi)始，為了讓電更好地為人類(lèi)服務(wù)，百余年來(lái)，無(wú)數(shù)專(zhuān)家學(xué)者投身于電氣科學(xué)或工程方向研究。中國(guó)工程院院士、湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院教授羅安就是其中一位。發(fā)明大功率電力電子冶金特種電源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，突破多種電能變換關(guān)鍵技術(shù)，攻克高壓混合有源電力濾波器（HAPF）核心技術(shù)……在電能變換與控制領(lǐng)域，羅安帶領(lǐng)著他的科研團(tuán)隊(duì)，勇攀科技高峰，以一個(gè)又一個(gè)電氣“智造”，破局外國(guó)技術(shù)壟斷，為中國(guó)制造提供了有力的科學(xué)支撐。

助力中國(guó)高品質(zhì)特殊鋼

高品質(zhì)特殊鋼是保障國(guó)家重大工程建設(shè)，提升裝備制造水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要基石。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量雖穩(wěn)居世界第一，但高品質(zhì)特殊鋼大量依賴(lài)進(jìn)口。海底石油輸送所需的無(wú)縫鋼管、高速列車(chē)所需的耐磨輪軌與車(chē)軸等高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)受制于人。究其原因，是連鑄過(guò)程生產(chǎn)高品質(zhì)特殊的關(guān)鍵設(shè)備——電磁攪拌系統(tǒng)技術(shù)及其裝備長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。

上世紀(jì)90年代末，我國(guó)加入WTO，鋼鐵工業(yè)面臨著生死攸關(guān)的困境：我國(guó)鋼鐵品種較單一，附加值較低，產(chǎn)品質(zhì)量缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此，如何提高特殊鋼的品質(zhì)與成品率成為鋼鐵企業(yè)關(guān)心的頭等大事。

危機(jī)就是機(jī)遇。2003年，羅安帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)電磁攪拌系統(tǒng)打響了一輪“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多次深入現(xiàn)場(chǎng)考察，反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，潛心分析并建立了鋼水?dāng)嚢璐艌?chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的多場(chǎng)耦合模型，發(fā)明了電磁攪拌兩相電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及大電流快速跟蹤控制方法，使大電流換相時(shí)間縮短了50%，連鑄鋼水有效攪拌次數(shù)增加了10%，實(shí)現(xiàn)了連鑄鋼水正反向快速電磁攪拌。

他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出的整體式克萊姆環(huán)形繞組無(wú)齒槽電磁攪拌輥結(jié)構(gòu)、磁屏蔽磁場(chǎng)定向控制、多電源同步控制技術(shù)，解決了電磁攪拌輥漏磁、攪拌力相互抵消的國(guó)際難題。

2006年，羅安團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)兆瓦級(jí)方圓坯電磁攪拌電源系統(tǒng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。2014年，研制出世界首套2.8m寬、350mm厚輥式板坯電磁攪拌系統(tǒng)在南京鋼鐵成功投運(yùn)。這意味著我國(guó)不僅從根本上打破了國(guó)外電磁攪拌電源系統(tǒng)的束縛，更成為了該領(lǐng)域的“排頭兵”。

“松綁”高品質(zhì)超薄銅箔生產(chǎn)

不久前，安徽銅冠銅箔有限公司年產(chǎn)3萬(wàn)噸的高檔超薄銅箔生產(chǎn)線投產(chǎn)，一時(shí)間頗受矚目。

電解銅箔是我國(guó)集成電路、航空航天、通訊器材、鋰電池、屏蔽電纜等所需的關(guān)鍵材料。在當(dāng)今高速發(fā)展的電子信息產(chǎn)業(yè)中，電解銅箔被稱(chēng)為電子產(chǎn)品信號(hào)與電力傳輸、溝通的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。大到神舟飛船、太空空間站，小至數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)，都少不了電解銅箔。

生產(chǎn)高效高質(zhì)的超薄銅箔，大電流電解電源是關(guān)鍵裝備，它對(duì)電流紋波、穩(wěn)定性、功耗等技術(shù)指標(biāo)要求極高，電源輸出電流的微小波動(dòng)會(huì)引起銅離子吸附不均勻，使銅箔出現(xiàn)褶皺、粗糙、銅裂等現(xiàn)象，影響銅箔品質(zhì)和成品率。

江銅集團(tuán)2005年首次引進(jìn)了美國(guó)DYNAPOWER公司晶閘管整流銅箔電解電源，但該類(lèi)電源存在電流紋波大、能耗高的弊端，使生產(chǎn)的超薄銅箔成品率低、成本高。我國(guó)高檔超薄銅箔大量依賴(lài)進(jìn)口。

為改變這種受制于人的狀況，羅安再次把自己帶領(lǐng)著的科研團(tuán)隊(duì)和國(guó)家需求捆綁在一起。在反復(fù)思考、探索實(shí)驗(yàn)后，羅安發(fā)現(xiàn)，晶閘管整流電源輸出脈動(dòng)電流的固有缺陷是導(dǎo)致電流波動(dòng)大和電耗高的根本原因。沿著這一思路，羅安發(fā)明了脈沖寬度調(diào)制全控高頻整流電解電源技術(shù)，從本質(zhì)上突破了大電流、低紋波和低功耗電解電源的技術(shù)難題。與國(guó)際領(lǐng)先的美國(guó)DYNAPOWER公司產(chǎn)品相比，羅安團(tuán)隊(duì)研制的電源電耗降低了12%。

守護(hù)企業(yè)配電網(wǎng)電能質(zhì)量

武漢鋼鐵集團(tuán)配電變壓器起火、廣西平果鋁廠電容器爆炸……導(dǎo)致這些供電事故的罪魁禍?zhǔn)资侵C波，一種整數(shù)倍于工頻50赫茲的高頻電流，簡(jiǎn)言之就是不合格的電能質(zhì)量。

事實(shí)上，看似遙遠(yuǎn)陌生的諧波就時(shí)刻“潛伏”在我們身邊：諧波不僅污染配電網(wǎng)電能質(zhì)量，嚴(yán)重影響電力能耗準(zhǔn)確測(cè)量，而且對(duì)電力系統(tǒng)和用戶(hù)的用電設(shè)備產(chǎn)生重大危害，甚至引發(fā)重大供電故障或燒毀設(shè)備。

企業(yè)配電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重影響企業(yè)安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。羅安舉了個(gè)常見(jiàn)的例子：本來(lái)大家都用純凈水，但是因?yàn)閭€(gè)別用戶(hù)有污染源，純凈水經(jīng)過(guò)這些用戶(hù)后成了廢水排出，并流入水庫(kù)，受影響的就是整個(gè)用戶(hù)群。

在了解到企業(yè)的這一難題后，羅安認(rèn)識(shí)到，如果能成功解決這個(gè)難題，將對(duì)國(guó)家、社會(huì)和企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的價(jià)值。

懷著對(duì)專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)和對(duì)國(guó)家電力發(fā)展的深切關(guān)注，他組建精干團(tuán)隊(duì)投身諧波治理。記不清有多少個(gè)不眠之夜，他們奉獻(xiàn)給一個(gè)又一個(gè)設(shè)備的調(diào)試；記不清有多少個(gè)假日，他們陪伴在數(shù)據(jù)和儀器的旁邊。功夫不負(fù)有心人，在不斷思考和實(shí)驗(yàn)之后，他提出了高壓混合型有源濾波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，巧妙地利用基波串聯(lián)諧振降低了有源濾波部分的成本和功耗，發(fā)明出諧波分頻控制和相角補(bǔ)償方法，提高了混合型有源濾波器的諧波補(bǔ)償精度。目前，產(chǎn)品已成功推廣應(yīng)用于冶金、化工等60多家企業(yè)中，為企業(yè)的諧波治理提供了一條大面積推廣的新道路。（通訊員 李妍蓉 曾歡歡）