电力机车发展里程碑|电力机车|韶山市|里程碑

　　前言

　　今年是电力机车晶闸管级间平滑调压诞生50周年。随着中国探寻高铁之源的深入，自主创新被普遍认为是高铁成因之一。与此同时株洲所讲马角坝的故事探寻上世纪国产第一代电力机车的科研攻关历程，探寻株洲所成长的秘诀，相互交汇印证，使我联想起50年前与马角坝共同攻关的战斗厉程。我5年前在座谈会上的电力机车发展里程碑的讲话，践行株洲所的探寻，本文的发表将为探寻高铁成功之源贡献绵薄之力!

　　正文

　　楼修力在中车株洲所韶山1型电力机车晶闸管级间平滑调压诞生四十五周年座谈会上的讲话。

　　首先感谢李东林董事长，杨首一所长，冯江华总工程师，刘建勋工会主席的关心和支持，感谢原党委书记老科协主席邓恢金的主持和参加，感谢上海交大株洲校友会会长李江红博士前來祝贺和参会，感谢中华楼氏联议总会发来贺电。感谢会议主办单位党群工作部和老科协在株洲所领导的关心下、在建所60周年即将到来临之际，召开这次座谈会，回顾昔日的奋斗历程，展望未来的辉煌。

　　四十五年前，也就是1973年，到底发生了什么大事，值得我们大家来纪念?首先我们要回顾一下1959-1979年我国干线电力机车的发展大事表，这是《机车车辆工业卅年》中记载的。1959年韶山1型1号车出厂;1968年8号车出厂，基本定型;1973年韶山1型31号进行晶闸管级间平滑调压(可控转换硅机组)改造。前面二件大事大家都知道，但1973年8月韶山1型31号进行晶闸管级间平滑调压改造，是中国电力机车发展里程碑，知道的人就不多了。这就是我们在中车株洲所建所六十周年大庆到来之际要开纪念会的主要原因。

　　图1 电力机车发展二十年大事记

　　自 1969年10月，国产韶山1型电力机车在成都局马角坝机务段运用以来，充分显示了它的优越性，但出厂比较早的小号机车(指60号及以下)还存在调压开关短路烧损的惯性“放炮”故障，也就是人们常说“三大件”老大难问题之一。马角坝机务段，共有三十九台类似8号车的小号应用车，总共50多台机车，每天约有27台左右的应用车。1971年由于调压开关烧损惯性“放炮”故障，而引起17次机坡重大事故，严重威胁宝成铁路运输生产的安全。

　　1972年10月马角坝段技术室主任郑树选来株洲寻求解决方案。株洲所领导热情接待，积极响应，立即进行专题研究，提出解决办法。通过协商，由株洲所负责研究设计，马角坝段负责装车改造和试运，工厂修改调压开关。

　　我作为系统控制的主持人，提出了采用晶闸管过渡装置的三个解决方案，即9位8段调方案，17位方案和33位方案，得了专题组的认同。1973年1月株洲所派我带着亲自设计的三个解决方案只身到马角坝段征求意见，经过讲课和段方反复研究，最后大家一致同意采用晶闸管9位8段调的级间平滑调压方案。这就是后来所说的采用500晶闸管具有恒流超动、最高电压限制的级间平滑调压方案。我们回所后立即开展精心施工设计和地面试验。

　　改造方案由晶闸管机组、调压开改造和控制系统构成。晶闸管机组采用6只500A 1200V晶闸管并联和6只500A 1200V二极管并联组成。调压开关的相应改造工作由株洲厂负责。1973年在电力机车上首次使用，无论对元件本身的技术要求、还是控制触发和保护都是新事物。控制系统由电流调节器、最高电压限制器、逻辑电路、移相和脉冲放大电路、自动升位电路等环节组成。6个大功率晶闸管并联要求触发脉冲前沿陡、触发功率大，并要求7500Ⅴ的隔离耐压。电力机车牵引电机恒流和限压的实现，从根本上改变了以往有级调压的机车起动和调速方式，实现了级间平滑调压和无级调速。

　　1973年4月投产二套SS1级间平滑调压装置，其中一套留作株洲所试验车间地面机车试验专用。首先在试验车间进行1:1的地面试验。另一套于同年8月2日运扺马角坝段，通过七天时间完成装车改造。

　　1973年8月15日在韶山1型31号机车上试运成功。

　　1974年7月还进行了牵引试验和故障运运行试验，以比较改造后机车较之改造前机车性能的改进和提高，其中起动牵引力提高了13%-18%。

　　原南车董事长赵小刚在他的著作《与速度同行，亲历铁路工业四十年》中，写道：1973年8月这种(500A 1200V)晶闸管被用到SS1型31号车的改造工程上，大获成功，这是我国第二代晶闸管相控电力机车实现技术替代的开始。用株洲所1972年新开发的元件，六个并联，同时触发，二组十二个元件控制4200千瓦的功率，在彻底实现调压开关无电弧转换的同时,实现电力机车晶闸管平滑调压和无级调速，即第二代晶闸管电力机车技术从此诞生了!试问，这在电力机车发展早期的试制试验阶段，不是重大的技术突破和技术创新，又是什么呢?难怪赵董事长用"大获成功“来形容。

　　我的恩师王尧老师，曾亲自在上海交大给我们讲授电力机车控制课程，他给予了更高的评价：韶山1型晶闸管级间平滑调压从研发到投产是划时代意义的进步!铁道部电力机车主管工程师许国强老前辈，他亲自参加1975年3月铁道部鉴定会，作为行之有效的创新方案大力推广，他说：级间调压简单可靠，小号车能改，大号能改，新造也能改。他在1988年6月韶山4型鉴定会上称赞楼修力，如果当初没有楼修力这样搞那样搞，我们是不会、也不敢下达SS3和SS4型的设计任务书的。这实际上是称赞株洲所自力更生，勇于技术突破和创新，敢为人先的首创精神!

　　我在这里提出三个问题：一、为什么1968年基本定型的SS1型008号车要改级间平滑调压?二、为什么电力机车老前辈蒋之骥处长在1976年提出先将SS1型电力机车改级间平滑调压(后来的SS3型电力机车)。三，级间平滑调压名称是如何产生出来的?

　　首先回答第一个问题：株洲电力机车研究所协同成都局、株洲电力机车工厂，于1973年8月15日成功改造了一台SS1型31号晶闸管级间平滑调压电力机车，1975年3月经铁道部鉴定，作为重点新产品项目推广，它彻底实现无电弧，解决了SS1型60号机车之前的小号机车存在的调压开关烧损问题，也就是彻底解决了成都铁路局小号机车的惯性故障，即调压开关“放炮”问题。调压开关成为半永久性产品。在用晶闸管解决调压开关烧损的同时，由于采用九位八段调的晶闸管级间平滑调压，采用恒流起动和最大电压1500伏限制的自动环节，具有了当代晶闸管电力机车具有的一切优点，而且是九位八段调，功率因数比进口晶闸管机车高，谐波干扰小，1974年的机车性能试验表明，起动牵引力提高13%-18%，晶闸管元件用得少，适合我国电力电子技术发展的实际情况。由于具有以上优点，不难看出，1968年初步定型的SS1型8号电力机车要改成31号那样的机车了。而且还进行了小号车的小批量改造，这是我回答的第一个问题。

　　下面回答第二个问题：1976年1月9日-13日，在株洲电力机车工厂，铁道部工业总公司由蒋之骥处长主持召开电力机车质量座谈会，商讨电力机车如何提高质量，适应轮乘制的需要。会上以许国强为首的领导和专家，提出将韶山1型电力机车改为级间平滑调压，即31号车方式。蒋总在同年12月建议考虑当前电力机车发展的急需和我国电力电子技术发展的实际情况，提出了先将韶山1型电力机车改为晶闸管级间平滑调压(后来的SS3型电力机车)，得到铁铁道部的认可。1977年铁道部下任务书，1978第一台SS3型落成，这就是SS3型电力机车的由来。

　　第三个问题，级间平滑调压的名称是如何叫出来的?首先要追溯到1973年1月，我与成都局马角坝段共同研究，商定采用九位八段调方案，这个方案的本质是采用晶闸管级间平滑调压和无级调速。但名称如何定，直到1975年3月27日，铁道部召开鉴定会，我在会上作设计和改进情况汇报时才定下来。原稿几经修改，最后才确定用级间平滑调压，级间平滑调压正式出现在1975年第二期《机车电传动》SS1031机车专辑上，在“级间平滑调压的电子控制系统”中。这是株所人1973年8月15日SS1031号机车成功改造，小批推广后才产生出来的。也是1976年1月9日-13日株洲厂质量研讨会专家们的建议。也就是说只有1973年8月15日SS1型晶闸管级间平滑调压试运成功，才有蒋总1976年12月的建议：先将SS1型电力机车改级间平滑调压(日后的SS3型电力机车)，得到铁道部的认可。因此，也才有1978年的第一台SS3型晶闸管级间平滑调压电力机车。

　　图2 1978年晶闸管极间平滑调压的推广

　　三个问题清楚了，大家就明确了为什么说，韶山1型电力机车采用晶闸管级间平滑调压，是中国电力机车试制试验阶段最重大的技术突破和技术创新。是中国电力机车发展史上的里程碑，是中国第二代晶闸管电力机车的奠定人，开创了中国电力机车晶闸管级间平滑调压和无级调速的新时代。

　　借此机会我要强调一下韶山1型晶闸管级间平滑调压系统的时代特征和重要历史意义：它将1972年刚问世的500安晶闸管元件应用到解决调压开关烧损的技术之中，不但彻底实现调压开关的无电孤转换，而且实现了晶闸管相控电力机车所具有的一切功能和特点，再在功率因数和和谐波干扰方面更具优越性。它具有鲜明的时代特征，适应我国铁路急需高质量电力机车的路情和我国电力电子技术发展起步较晚的国情。这项重大的技术突破和创新在我国电力机车发展史上具有里程碑重要意义!

　　而我作为中国第一代电力机车晶闸管级间平滑调压首创人和中国第二代晶闸管电力机车奠基人，要感谢联合科研攻关的成都局马角坝机务段，电力机车工厂和株洲所全体团队成员的通力合作，联合攻关，感谢祖国和党的培养，感谢株洲所的信用和时代的机遇。从1973年8月韶山1型31号电力机车采用晶闸管级间平滑调压试运成功，到韶山1型8号为代表的小批量推广，再到韶山3型新造车的推广应用，从此晶闸管应用作为电力机车的核心技术，被称为“机芯”，试运成功一直运行在电气化铁路上，是电力机车发展里程碑，促进了电力机车的自主快速发展。

　　我们回顾四十五年前的自主创新与科研攻关，就是回顾我们老一代株洲所人的成事精神，团队精神，自主创新精神，敢为人先的首创精神。这些都是株洲所人的重要企业文化，应该一代一代传承和发扬下去!多出成果、多出人才，铸就中车株洲所著名全路、名扬全国、享誉全球的，统领轨道交通一流技术和产品的著名研究所，使中车株洲所真正成为世界轨道交通的领跑者，永续中株洲所辉煌。谢谢大家!