科创中国

电机系统是支撑国民经济发展和国防建设重要的能源动力装备，也是冶金化工、材料加工、大型工程作业等重大基础装备或高端装备的关键与核心，对中国装备制造业发展和国防建设起到重要支撑作用。该项目自1996年始，历时20年，在11项国家自然科学基金项目、19项省部级项目以及10多项企业委托开发项目的资助下，突破传统电机“双边磁场”的思维定式，揭示并阐明了由恒定定子励磁与交变转子凸极效应相互作用实现能量转换的机理，发展了一类新型定子励磁型无刷电机系统，提出了一系列实现高性能定子励磁型无刷电机系统的关键技术。在揭示并阐明定子励磁型无刷电机能量转换机理的基础上，提出了分裂绕组、混合励磁式、磁通记忆式、定子双馈电式等新型定子励磁型无刷电机拓扑结构，突破了传统永磁电机调磁困难、恒功率运行范围窄的难题；提出了双通道、冗余励磁、双电枢绕组、互补型绕组、容错齿、模块化等定子励磁型无刷电机冗余设计技术和磁场重构、铜耗最小、开关矢量最少、谐波抑制等容错运行技术，极大地提高了电机系统的本体可靠性与容错运行能力；发明了优化开通关断角、谐波电流注入、死区补偿、谐波电磁转矩注入等定子励磁型无刷电机转矩脉动抑制技术，保证电机系统输出转矩平滑，脉动小，控制精度高；提出了初级永磁型电机的基该设计原则，建立了任意极距比磁通切换型初级永磁型直线电机的通用设计技术，提出了磁路互补、模块化结构等初级永磁直线电机新结构等。该项目获授权发明专利27件，相关技术成果在电动汽车、电梯驱动、移动式发电机组、开关设备、军事装备等领域获得了广泛应用，取得了显著的经济与社会效益，促进了电机行业的科技进步。发表SCI论文80篇(54篇发表于IEEE Transactions)，在国际上产生广泛影响。培养了包括IEEEFellow1人、IET Fellow1人、国家优秀青年基金获得者2人、全国百篇优秀博士学位论文提名奖获得者2人等高层次优秀人才，形成了一支紧密合作的创新研究团队。该项目的研究成果引领和推动了定子励磁型无刷电机新分支的建立，丰富和发展了电机学理论。