天津北方网讯:近日,由天津飞旋科技股份有限公司牵头,联合 8 家国内顶尖高校及科研机构共同承担的 " 十四五 " 国家重点研发计划 " 高速高负载磁悬浮轴承关键技术 " 项目,迎来重大里程碑:首台 1.6 兆瓦磁悬浮电机样机顺利完成研制及性能测试,标志着我国在大功率、高转速磁悬浮轴承技术领域取得关键性突破。

国家重点研发计划是目前我国最高级别的国家级研发项目,旨在解决关乎国计民生的重大战略性和公益性问题,提升产业核心竞争力和自主创新能力。自 2018 年国家发布 " 高速精密悬浮轴承 " 专项以来,时隔六年再次启动同类计划,足见其稀缺性与国家层面对磁悬浮技术的高度重视。飞旋科技牵头的项目能在激烈竞争中脱颖而出,充分印证了其在磁悬浮技术领域的深厚积淀与领先实力。

本项目聚焦高速磁轴承转子磁滞损耗机理、节能型多极独立高冗余磁轴承设计方法等关键技术攻关,旨在研制出高速高效、高负载的磁悬浮轴承,并在高速空压机、透平真空泵等装备中实施应用示范,实现整机能效的大幅提升。目前,国内 1 兆瓦以上磁悬浮产品尚属空白,长期依赖进口。本次项目的成功实施,将彻底改变这一被动局面,对保障国家产业链安全、降低国央企采购成本具有重要战略意义。
突破多重技术耦合 节能效果显著
首台样机最大亮点在于功率实现跨越式提升,达到 1.6 兆瓦,是传统 400 千瓦常规机组的 4 倍。目前,项目已进入中期阶段,电机额定转速成功达到 13000 转 / 分钟。同时,另一研发方向的高速电机实测转速已超 10 万转 / 分钟,填补了国内相关产品的空白。
天津飞旋科技股份有限公司总工程师沙宏磊告诉记者,其核心技术优势有三点:一是无接触无摩擦,彻底解决传统轴承磨损和润滑问题;二是高效低功耗设计,攻克了高转速下铜损铁损增加等行业共性难题;三是高抗扰控制技术,确保转子在高负载扰动下稳定运行。
这一突破并非单项技术的进步,而是一系列集成创新的集中体现,包括 10 千伏高电压绝缘技术、H 桥级联高压变频器技术,以及高负载下磁悬浮轴承的高抗扰控制技术。随着功率增大,系统扰动呈指数级上升,研究团队专门设立课题,联合高校通过机理研究、仿真分析与实验验证,攻克了兆瓦级负载下的稳定控制难题。
在节能效果方面,1.6 兆瓦透平真空泵比传统水环真空泵节能 40% 以上,项目目标更是力争达到 45% 的节能率。根据测算,若磁悬浮轴承在流体机械领域规模化推广,设备能耗可降低 20%-30%,维保成本下降 60%,并实现 100% 无油洁净运行,将深度惠及化工制药、数据中心冷却、污水处理、半导体、生物发酵等众多行业。

飞旋科技是京津冀协同创新的典型代表。创业团队源自清华大学,2006 年在北京起步,2012 年选择落地天津经济技术开发区。彼时团队不到 10 人,一辆商务车连人带设备迁至天津。在经开区提供的 1000 平方米免租厂房等政策扶持下,企业度过了潜心研发的艰难时期,并在产品落地方面给予了持续支持。早在 2015 年,飞旋科技首台磁悬浮鼓风机即落地经开区西区污水处理厂,已稳定运行十余年,为区域节能降耗做出示范。
十四年过去,飞旋科技已成长为拥有近 550 名员工、年产值达八亿元的国家级高新技术企业。依托磁悬浮轴承、高速永磁电机、高频矢量变频、高效流体设计四大核心技术,组建了近百人的研发团队。企业每年研发投入占营收 5% 以上,已持续近二十年。目前产品已覆盖磁悬浮鼓风机、空压机、透平真空泵、制冷压缩机等领域,远销北美、欧洲、东南亚等地区。今年上半年,公司整体业绩同比增长约 20%,预计全年增长 20%-30%。
目前,企业正与天津本地众多供应链企业协作,攻克关键材料和部件加工难题,并计划优先将新产品的产业化落地放在天津,服务本地合成生物、污水处理等应用场景。

面向未来,飞旋科技将依托本次国家重点研发计划契机,坚定不移地向 " 更大功率、更高转速 " 两个方向突破。在功率维度,企业在已实现 0.6MW、0.8MW、1MW、1.2MW 产品的基础上,本次项目成功跨越至 1.6MW;在转速维度,高速产品已达到 10 万转 / 分钟的行业顶尖水平,进一步扩展产品线,拓宽应用边界。
下一步,样机将集成至磁悬浮透平真空泵,并计划于 2026 年率先在钢铁、冶金、水泥、建材、轻工、有色等行业开展应用示范,最终于 2027 年 6 月在客户端完成节能率 45% 以上的能效测试与应用验证。同时,企业还将基于该平台型电机,延展开发磁悬浮鼓风机、空压机、制冷压缩机等系列产品,广泛应用于污水处理、水泥建材、发酵、石化化工等领域。
沙宏磊表示,公司将持续深耕高速高负载磁悬浮技术,推动我国流体机械装备向高效化、绿色化、智能化方向迈进,为天津乃至全国高端装备制造业高质量发展贡献 " 飞旋力量 "。(津云新闻记者 霍艳华)