1.游教授，請(qǐng)您介紹一下北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子研究所的情況和研究方向。

   游教授：滑觸線北京交通大學(xué)電力電子研究所成立于2004年6月，主要從事電力電子與電力傳動(dòng)領(lǐng)域的科研、教學(xué)工作?？蒲蟹较蛑饕校阂皇谴蠊β孰娫醇夹g(shù)，二是軌道交通電力傳動(dòng)技術(shù)。在大功率電源技術(shù)方面，*近研究所剛剛完成了國(guó)內(nèi)*大、國(guó)際第四大航空電源的研制項(xiàng)目。該電源用于模擬航天器從外太空返回大氣層時(shí)所承受的高溫環(huán)境，考察表面材料的耐高溫性能。目前該電源配合我國(guó)的航天工程完成了多項(xiàng)關(guān)鍵試驗(yàn)任務(wù)，為我國(guó)航天事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。在軌道交通電力傳動(dòng)技術(shù)方面，我們目前主要研究直線電機(jī)在軌道交通牽引傳動(dòng)中的應(yīng)用。直線電機(jī)應(yīng)用于軌道交通牽引傳動(dòng)是一個(gè)發(fā)展方向，在這種傳動(dòng)方式中，直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子鋪設(shè)在了軌道上，定子安裝在車(chē)上，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)牽引傳動(dòng)相比較，車(chē)體的截面積大大減小。如果應(yīng)用于地鐵上，意味著隧道截面小，建設(shè)成本降低。與旋轉(zhuǎn)電機(jī)牽引傳動(dòng)不同，這種傳動(dòng)方式的另一個(gè)好處是牽引力的傳遞不靠車(chē)輪與軌道相互作用來(lái)傳遞，不受輪軌關(guān)系限制，列車(chē)可以爬更大的坡，轉(zhuǎn)更小的彎，這在城市軌道交通中十分重要，意味著線路建設(shè)時(shí)房屋拆遷減少。目前北京機(jī)場(chǎng)線、廣州4號(hào)線已采用直線電機(jī)牽引，廣州地鐵的5、6號(hào)線也將采用采用直線電機(jī)牽引。此外，我們研究所還開(kāi)展過(guò)混合動(dòng)力裝甲車(chē)、電力機(jī)車(chē)諧波抑制，有源電力濾波器等許多項(xiàng)目的研究工作，都是針對(duì)解決實(shí)際工程問(wèn)題來(lái)選擇項(xiàng)目。項(xiàng)目的另一個(gè)特點(diǎn)是主要針對(duì)軌道交通行業(yè)，因?yàn)楸本┙煌ù髮W(xué)過(guò)去一直是鐵道部的部屬高校，過(guò)去的畢業(yè)生也主要從事軌道交通方面的工作，這一行業(yè)背景給我們的科研項(xiàng)目提供了基礎(chǔ)。在***項(xiàng)目方面，目前我們主要承擔(dān)了國(guó)家“863”磁浮重大專項(xiàng)中的部分課題。近年來(lái)，研究所所在的北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院在電力電子與電力傳動(dòng)領(lǐng)域也取得很大的進(jìn)步，在科技部*近確定的“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“電力電子關(guān)鍵器件及重大裝備研制”專項(xiàng)的七個(gè)項(xiàng)目中，我學(xué)院獲得了其中的二個(gè)項(xiàng)目資助，位居國(guó)內(nèi)高校之首。

    2．請(qǐng)對(duì)您目前在電力電子方面的研究作一些介紹。

   游教授：我目前正在從事與鐵路交通相關(guān)的混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)的研究。這種機(jī)車(chē)是軌道交通的一種新型綠色車(chē)型，具有很高的節(jié)能和環(huán)保性能。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)只有一個(gè)能量源，那就是柴油機(jī)，這種機(jī)車(chē)燃油效率較低，廢氣排放較大。近年來(lái)，國(guó)外開(kāi)始出現(xiàn)了一種混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)，它具有多個(gè)能量源，除了柴油機(jī)，還有蓄電池或者超級(jí)電容。通過(guò)對(duì)能量源的有效管理，這種機(jī)車(chē)能夠提高運(yùn)行能效、降低燃油消耗和廢氣排放。按照國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，一般能夠節(jié)省燃油和減少?gòu)U氣排放25％至30％。

   混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)未來(lái)會(huì)有十分廣闊的市場(chǎng)前景。交通運(yùn)輸是能源消耗大戶，而鐵路運(yùn)輸一直都是我國(guó)現(xiàn)代化交通運(yùn)輸體系中*為重要的運(yùn)輸手段。目前我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)總數(shù)為一萬(wàn)兩千輛，并且數(shù)量還將進(jìn)一步增加。我們預(yù)計(jì)2020年將新增約6000臺(tái)，按照混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)占有率30％計(jì)算，混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)市場(chǎng)為1800臺(tái)。以每臺(tái)價(jià)格3000萬(wàn)元計(jì)算，2020年混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)市場(chǎng)將達(dá)到五百億元以上?；旌蟿?dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)符合國(guó)家能源與環(huán)保政策，有助于我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如果國(guó)家出臺(tái)類似于風(fēng)力發(fā)電的扶持政策，市場(chǎng)還將超過(guò)這個(gè)數(shù)量。

   另一方面全球能源危機(jī)和對(duì)于溫室氣體排放的限制給將來(lái)我國(guó)混合動(dòng)力機(jī)車(chē)出口國(guó)際市場(chǎng)提供機(jī)遇。我國(guó)從1992年開(kāi)始向國(guó)外出口干線內(nèi)燃機(jī)車(chē)，目前已向世界上十多個(gè)國(guó)家出口機(jī)車(chē)大約500余臺(tái)。隨著我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)出口的增長(zhǎng)，我國(guó)的混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)將會(huì)有良好的國(guó)際市場(chǎng)前景。

   混合動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)車(chē)涉及了許多關(guān)鍵技術(shù)，如動(dòng)力電池技術(shù)、混合動(dòng)力能量管理技術(shù)、交流傳動(dòng)控制技術(shù)、混合動(dòng)力試驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)等，這些技術(shù)不僅可以應(yīng)用于混合動(dòng)力機(jī)車(chē)，還可以輻射應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如混合動(dòng)力船舶和混合動(dòng)力重型車(chē)輛等。這些關(guān)鍵技術(shù)將會(huì)有良好的技術(shù)市場(chǎng)。

   3.除了應(yīng)用在工業(yè)拖動(dòng)領(lǐng)域，交流變頻調(diào)速技術(shù)在交通運(yùn)輸?shù)臋C(jī)車(chē)牽引上的應(yīng)用是個(gè)熱點(diǎn)，請(qǐng)您談?wù)勥@方面的情況。

   游教授：機(jī)車(chē)電力牽引技術(shù)是鐵路運(yùn)輸裝備的核心技術(shù)。電氣鐵道從誕生之日起就采用直流電機(jī)牽引方式，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，這種由直流電機(jī)牽引的直流調(diào)速方式占據(jù)著主流。直流電機(jī)牽引調(diào)速方式有轉(zhuǎn)距和速度容易控制的明顯優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有維護(hù)麻煩、電機(jī)體積大、重量大等缺點(diǎn)。為了克服直流調(diào)速的這些缺點(diǎn)，用交流變頻調(diào)速取代直流調(diào)速一直是世界鐵路技術(shù)人員的夢(mèng)想。德國(guó)于1971年4月試制成功第1臺(tái)DE2500型交流調(diào)速內(nèi)燃機(jī)車(chē)，為機(jī)車(chē)采用三相交流電機(jī)牽引奠定了基礎(chǔ)，也為上世紀(jì)90年代投入運(yùn)行的ICE高速列車(chē)的交流調(diào)速技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。此外，德國(guó)的城市輕軌、地鐵以及路面電車(chē)也已經(jīng)**引入了交流調(diào)速技術(shù)。法國(guó)從上世紀(jì)70年代末至80年代初，開(kāi)始大力研發(fā)機(jī)車(chē)交流調(diào)速技術(shù)。1986年，法國(guó)研制成功電流型逆變器控制、交流同步電機(jī)牽引的BB2600型電力機(jī)車(chē)。該電力機(jī)車(chē)直接為實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)TGV-A的交流調(diào)速奠定了基礎(chǔ)。日本一開(kāi)始就以電壓型PWM逆變器控制三相交流異步電機(jī)作為研發(fā)交流調(diào)速實(shí)用化技術(shù)的目標(biāo)。1982年，日本熊本的路面電車(chē)率先實(shí)現(xiàn)了交流調(diào)速技術(shù)的商業(yè)化。特別是1992年新干線300系列車(chē)交流調(diào)速技術(shù)的采用，使日本動(dòng)力分散式高速列車(chē)的優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)。現(xiàn)在交流調(diào)速方式已成為世界各國(guó)鐵道車(chē)輛的主流，德、法等歐洲國(guó)家以及日本等鐵路先進(jìn)國(guó)家在該領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)成熟?？梢哉f(shuō)，是否擁有成熟的交流調(diào)速技術(shù)，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家鐵路技術(shù)水平的重要標(biāo)志。我國(guó)在在該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀是：已擁有了成熟的直流調(diào)速技術(shù)；但還未掌握可以工程化應(yīng)用的交流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用技術(shù)；投入營(yíng)業(yè)運(yùn)行的鐵道車(chē)輛交流調(diào)速系統(tǒng)都只能從國(guó)外引進(jìn)。交流調(diào)速技術(shù)已成為我國(guó)鐵路車(chē)輛技術(shù)發(fā)展的*大制約因素。