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從人類進入電氣時代開始，為了讓電更好地為人類服務，百余年來，無數(shù)專家學者投身于電氣科學或工程方向研究。中國工程院院士、湖南大學電氣與信息工程學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)關鍵技術，突破多種電能變換關鍵技術，攻克高壓混合有源電力濾波器（HAPF）核心技術……在電能變換與控制領域，羅安帶領著他的科研團隊，勇攀科技高峰，以一個又一個電氣“智造”，破局外國技術壟斷，為中國制造提供了有力的科學支撐。

助力中國高品質(zhì)特殊鋼

高品質(zhì)特殊鋼是保障國家重大工程建設，提升裝備制造水平，實現(xiàn)節(jié)能減排的重要基石。長期以來，我國鋼產(chǎn)量雖穩(wěn)居世界第一，但高品質(zhì)特殊鋼大量依賴進口。海底石油輸送所需的無縫鋼管、高速列車所需的耐磨輪軌與車軸等高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)受制于人。究其原因，是連鑄過程生產(chǎn)高品質(zhì)特殊的關鍵設備——電磁攪拌系統(tǒng)技術及其裝備長期被國外壟斷。

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

危機就是機遇。2003年，羅安帶領團隊，對電磁攪拌系統(tǒng)打響了一輪“攻堅戰(zhàn)”。他帶領團隊多次深入現(xiàn)場考察，反復實驗測試，潛心分析并建立了鋼水攪拌磁場、流場和溫度場的多場耦合模型，發(fā)明了電磁攪拌兩相電源拓撲結(jié)構及大電流快速跟蹤控制方法，使大電流換相時間縮短了50%，連鑄鋼水有效攪拌次數(shù)增加了10%，實現(xiàn)了連鑄鋼水正反向快速電磁攪拌。

他帶領團隊研制出的整體式克萊姆環(huán)形繞組無齒槽電磁攪拌輥結(jié)構、磁屏蔽磁場定向控制、多電源同步控制技術，解決了電磁攪拌輥漏磁、攪拌力相互抵消的國際難題。

2006年，羅安團隊首創(chuàng)兆瓦級方圓坯電磁攪拌電源系統(tǒng)，填補了國內(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。這意味著我國不僅從根本上打破了國外電磁攪拌電源系統(tǒng)的束縛，更成為了該領域的“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)3萬噸的高檔超薄銅箔生產(chǎn)線投產(chǎn)，一時間頗受矚目。

電解銅箔是我國集成電路、航空航天、通訊器材、鋰電池、屏蔽電纜等所需的關鍵材料。在當今高速發(fā)展的電子信息產(chǎn)業(yè)中，電解銅箔被稱為電子產(chǎn)品信號與電力傳輸、溝通的“神經(jīng)網(wǎng)絡”。大到神舟飛船、太空空間站，小至數(shù)碼相機、智能手機，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鍵裝備，它對電流紋波、穩(wěn)定性、功耗等技術指標要求極高，電源輸出電流的微小波動會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2005年首次引進了美國DYNAPOWER公司晶閘管整流銅箔電解電源，但該類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。我國高檔超薄銅箔大量依賴進口。

為改變這種受制于人的狀況，羅安再次把自己帶領著的科研團隊和國家需求捆綁在一起。在反復思考、探索實驗后，羅安發(fā)現(xiàn)，晶閘管整流電源輸出脈動電流的固有缺陷是導致電流波動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，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難題。與國際領先的美國DYNAPOWER公司產(chǎn)品相比，羅安團隊研制的電源電耗降低了12%。

守護企業(yè)配電網(wǎng)電能質(zhì)量

武漢鋼鐵集團配電變壓器起火、廣西平果鋁廠電容器爆炸……導致這些供電事故的罪魁禍首是諧波，一種整數(shù)倍于工頻50赫茲的高頻電流，簡言之就是不合格的電能質(zhì)量。

事實上，看似遙遠陌生的諧波就時刻“潛伏”在我們身邊：諧波不僅污染配電網(wǎng)電能質(zhì)量，嚴重影響電力能耗準確測量，而且對電力系統(tǒng)和用戶的用電設備產(chǎn)生重大危害，甚至引發(fā)重大供電故障或燒毀設備。

企業(yè)配電網(wǎng)諧波污染嚴重影響企業(yè)安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。羅安舉了個常見的例子：本來大家都用純凈水，但是因為個別用戶有污染源，純凈水經(jīng)過這些用戶后成了廢水排出，并流入水庫，受影響的就是整個用戶群。

在了解到企業(yè)的這一難題后，羅安認識到，如果能成功解決這個難題，將對國家、社會和企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的價值。

懷著對專業(yè)的熱愛和對國家電力發(fā)展的深切關注，他組建精干團隊投身諧波治理。記不清有多少個不眠之夜，他們奉獻給一個又一個設備的調(diào)試；記不清有多少個假日，他們陪伴在數(shù)據(jù)和儀器的旁邊。功夫不負有心人，在不斷思考和實驗之后，他提出了高壓混合型有源濾波拓撲結(jié)構，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償方法，提高了混合型有源濾波器的諧波補償精度。目前，產(chǎn)品已成功推廣應用于冶金、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）