作者:沈春蕾 程振伟 来源:中国科学报 发布时间:2022/5/14 16:54:51
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论文既要写在课堂上,也要写进企业里

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刘栋良有两个身份,一个是杭州电子科技大学自动化学院副研究员,另一个是卧龙电气驱动集团(以下简称卧龙)全球中央研究院副总裁,比起“刘总”这个称呼,他更喜欢别人叫他“刘老师”。

“我更感兴趣的是培养人才。”刘栋良告诉《中国科学报》,“电机研究的产业化,既需要把论文写在课堂上,也需要把论文写进企业里,两者不仅不冲突,还相互促进。”

研究“结缘”

刘栋良和卧龙的“结缘”始于博士后期间的研究工作。

2005年3月,刘栋良在浙江大学获得控制理论与控制工程博士学位后,进入卧龙博士后工作站,从事交流伺服系统及非线性控制策略的研发工作。

他说:“伺服驱动技术是高性能自动化装备的核心技术,伺服驱动产品在现代先进制造业中已成为智能控制、精密驱动的最优执行元件,当时国内在该领域还没有实现规模化生产。”

为此,刘栋良把读博士学位期间从事的永磁交流伺服驱动、控制策略、无传感器运行等研究工作在卧龙开展进一步的探索。

2006年,刘栋良牵头研发的交流永磁伺服电机与全数字化伺服驱动器产品通过国家电控配电设备质量监督检验中心检测,并实现了全数字通用交流伺服系统产品产业化,形成年产8000套的生产能力。

刘栋良在2007年加入杭州电子科技大学,但他与卧龙的合作研发仍在继续。

2009年,刘栋良团队针对高压变频效率不高、可靠性较差、无知识产权等问题,成功研发了矩阵式高压变频器的核心技术和生产工艺,这项技术打破了长期以来国外的技术垄断;2012年,刘栋良开始致力于光伏产品的技术突破,他着重研究分布式光伏系统的结构、电网的特性、光伏的安全运行及光伏逆变装置等,并带领卧龙科研团队成功研发出1~2kw、3~5kw、10~17kw光伏并网逆变器,并顺利通过光伏行业多项国际认证。

HIS Markit 机构的市场数据显示,2020年,卧龙电驱在全球高压电机市场的占有率约为11%,位列全球第二;在全球低压电机市场的占有率约为6.5%,位列全球第四。

“他从不会让我们失望。”卧龙创始人陈建成称刘栋良是“闯将”,更是“福星”,因为公司在技术突破、业务布局时,总会首先想到刘栋良和他的团队。卧龙从单电机到数字化产品、智能集成产品的发展道路上,都留下刘栋良和团队的足迹。

组织“牵线”

电机是机电能量转换的重要装置和电气传动的基础部件,简言之,就是将电能转化为动能,让电力应用在工业、农业、国防、交通及家电等众多领域。

刘栋良向《中国科学报》介绍:“大到远洋航轮飞机,中到汽车动力,小到空调家电,电机都有广泛应用,电机是提供动力的心脏,很幸运自己能以’开拓者’的身份参与其中。”

2013年,浙江省委组织部等四部门推行“青年科学家培养计划”,旨在引导和推动科技人才集聚服务企业,加快培养造就青年学术和技术带头人。此时,已是杭州电子科技大学自动化学院电气工程系主任的刘栋良,成为派驻卧龙的青年科学家。

“从研究‘结缘’到组织‘牵线’,让我对卧龙的研发工作有了更深层次的了解。”刘栋良说,“当时,我对自己的要求不仅要做一个闯将,还要做一个组织者。一是对电机应用的未来要看得更远,二是要对集团战略研发项目做好带头组织工作,三是为集团国际化、新业务研发开展培养人才。”

位于浙江省绍兴市上虞经济开发区的卧龙产业园,2013年还只是两层楼的EV电机项目研发工作室,如今已经成为占地近百亩的EV(电动汽车)电机的研发、生产基地。每年从这里出产30万台以上EV电机运往全球各地。

刘栋良带领研发团队在这里克服了诸多电机技术难题,比如,团队研发来磁钢退磁—反电动势估算法、转子过热—电机损耗估算法、轴承异常—转速谐波分析法等先进电机算法,实现了电机设计的平台化、电机测试的平台化。

“当时我们已经预测到电动汽车会迎来爆发增长期,而电机是其核心动力组件,我们研发了有稳定性、经济性、环保性的EV电机,并成功成为宇通、吉利、奔驰等电机供应商,为卧龙带来数十亿的电机市场供应。”刘栋良告诉记者。

作为卧龙研发的“组织者”,刘栋良最大的成就感就是,为卧龙培养来一批批的研发骨干。现在刘栋良和他的团队,正在布局研发新一代船舶、飞机电机设备。

敢想敢干

在光照充足的夏季,杭电第六教学楼的屋顶太阳光发电系统预计一天可以发500多度电,但如果把太阳能发的电并入房屋所在的电网,一年四季都能持续发电,就有一定困难了。

刘栋良解释道:“这需要一整套系统支持,比如我们还需要第4变电所的并网控制系统、第八教学楼四楼的综合控制系统和一楼的柴油发电机系统、蓄电池系统、超级电容补偿系统、电能质量调节器、瞬间电压跌落补偿器、干扰发生装置等。”

2008年,刘栋良带领学生成功开发出这一整套系统——先进稳定并网光伏发电微网系统。他介绍道:“当年,这套系统是我国第一个以光伏发电微型电网实验研究系统,也是国际上唯一的光伏发电比例达50%、电源容量为240kW的实验微型电网。”

“我首先给学生传达的理念,是敢想,比如,世界第一,然后就是敢干。”刘栋良在研究生课堂上的这句话,让他的学生屈锋印象尤为深刻。

“没有比直接参与企业重大技术攻关,更能提升学习了。”屈锋告诉《中国科学报》,导师刘栋良的每一届研究生,都要在读研期间去卧龙等龙头企业参与研发,如果条件具备还可以牵头负责子研究项目。

屈锋在卧龙做研发的一年半时间里,和导师刘栋良导师合作,针对电动汽车中的噪声、振动与舒适性问题,对电动汽车电机—减速器组成的动力总成系统进行了振动与噪声的研究。

“我的论文不仅发了核心期刊,还在卧龙面向未来的核心电机新产品上得以应用。这让我真真切切地感受到知识能创造价值。”屈锋感叹道,“刘栋良老师的课堂,不局限在校内,还开设到了龙头企业的研发实验室里。

这些年,刘栋良主持了多项国家自然科学基金面上项目和浙江省科技计划重大科技专项重点工业项目。“这些项目的技术成果都已在卧龙转化为产品,带来了良好的经济和社会效益。”刘栋良表示,除此之外,自己更在乎的是,在产业一线发现问题、分析问题、解决问题,并带学生一起研究攻关,这也是为人师者的成就感。

 
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