2023年5月16日下午,省节能协会组织湖北万邦电机股份有限公司一行前往华科电气学院拜访,与电机专家徐伟教授就电机行业在湖北省节能环保领域的发展情况、华科在电机行业的科技研发实力及合作进行交流。万邦电气还就公司面临的技术问题和发展路径向徐教授进行了请教,徐教授均细致的进行了解答,双方也初步达成了合作意向。
据了解,电机在当今世界中的应用非常广泛,甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。近年来,随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展,全球的工业电机市场得到了很大的增长。随着新材料如稀土永磁材料、磁性复合材料的出现,使得各种新型、高效、特种电机层出不穷。
近十几年,由于国际社会对节约能源、环境保护及可持续发展的重视程度迅速提高,生产高效电机已成为全球工业电机的发展方向。在全球降低能耗的背景下,欧盟及法国、德国等国家地区纷纷推出高效节能的政策,进一步推动全球工业电机行业加速发展。
从世界电机市场的规模分工来看,中国是电机的制造地区,欧美发达国家是电机的技术研发区。以微特电机为例,中国是全球微特电机的第一大生产国,日本、德国、美国等是微特电机研发主导力量,掌控着全球大部分高档、精密、新型微特电机的技术。
从市场份额来看,根据中国电机行业规模以及全球电机总规模测算,中国电机行业规模占比30%,美国占和欧盟分别占比27%和20%。
尽管普通低压电机技术已经相对成熟,但是在大功率高压电机、特种环境应用电机、超高效电机等领域,仍然有较多的技术门槛。无刷化、直驱化、极速化、调速化、微型化、伺服化、机电一体化以及智能化是现代电机未来的发展方向和发展重点。
特别是球的相关环保政策均为提高电机及通机的效能指出了明确的政策导向,电机产品向高效、节能方向发展,因此,电动机行业亟需加快现有生产装备的节能改造,推广高效绿色生产工艺,开发新一代节能电机、电机系统及控制产品、测试设备等。
电机行业曾经是湖北的一项优势产业,但目前从协会今年对全省电机企业的初步调研情况看,有一定技术优势,但市场优势不明显,形势不容乐观,着力提升我省电动机及系统产品的核心竞争力迫在眉睫。冬会长就协会目前协助省政府开展节能环保产业链梳理情况、以及提交省生态厅在电机子产业链进行了布局推动的建议情况,均进行了详细介绍。徐教授和会长交流中,均认同以电机为核心整合系统解决方案类产品是重要的市场竞争力提升路径,是需要重视的重要市场手段。
会议室交流结束后,徐教授还热情邀请协会一行参观了华科的电气研发实验室及一楼的国家电机重点实验室,向大家介绍了华科电气领域的历史和历届院士专家,参观后大家对我国及华科在电机领域的技术水平有了更多认识。
协会参加本次活动的还有双碳平台副主任王巍、技术推广部部长左强、培训中心主任代露。湖北万邦电机股份有限公司参加活动有该公司董事长张军,技术部长刘炳林,北方公司销售经理邵兴国。
(以下信息摘自华科大等网站公开信息)
华中科技大学
电气与电子工程学院简介
华中科技大学电气与电子工程学院前身为华中工学院电力系,始建于1952年,1988年改称华中理工大学电力工程系,2001年建制华中科技大学电气与电子工程学院。
华中科技大学电气与电子工程学院是国内电气工程学科领域实力最雄厚的教学科研单位之一,学院的电气工程一级学科是国家“985工程”建设学科,2017年入选国家首批“双一流”建设学科,在教育部历轮一级学科评估中均名列全国前三。2019年完成电气工程学科国际评估,评估结果显示学院的电气工程学科位于世界一流学科行列。
目前该学院师资中,有3名院士。
华中科技大学
电机及控制工程系简介
电机及控制工程系成立于1953年,是国务院学位委员会批准的国内首批硕士学位、博士学位授权点。所属电机与电器二级学科在1987年、2002年和2006年教育部开展的三次学科评估中均被评为国家重点学科。1988年获准建立国内电机学科唯一的国家专业实验室“新型电机国家专业实验室”。1999年获准设立“长江学者”奖励计划特聘教授岗位。2007年获准建立“新型电机与特种电磁装备教育部工程研究中心”。2013年由国家发改委和湖北省共同批准组建“新型电机国家地方联合工程研究中心”。
电机及控制工程系拥有雄厚的教学与科研力量,现有在岗教职工32名,其中包括教授7名、副教授10名、讲师7名和博士后6名,80%以上教师具有博士学位。自1988年筹建“新型电机国家专业实验室”以来,承担国家“863”计划、国家科技重大专项、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、国家科技重点研发计划等各类国家级项目50余项,获得国家级奖7项,省部级奖17项,申请并授权各类专利80余项。在国内外重要期刊和学术会议上发表论文千余篇,出版专著十余册。
本学科致力于培养电机及控制领域的博士后、博士和硕士等高层次人才,主要从事电机及其控制方向的应用基础研究工作,在电机理论、电磁场理论、新型电机拓扑等方向取得了大量具有国际影响力的研究成果,例如,谐波起动电机、变极调速电机系列成果曾获多项国家和省部级奖励;基于无感线圈的交流变极电机曾荣获国家发明金奖;高性能永磁交流伺服电机及产业化湖北省科技进步一等奖;电磁场理论研究和应用研究成果曾获4项教育部科技进步奖,专著《工程电磁场数值计算的理论与应用》获教育部优秀学术著作奖;无刷双馈电机及其应用获湖北省技术发明二等奖和湖北省科技进步二等奖各1项。
主要研究方向:
本学科始终立足于国际学术前沿,紧密围绕国家和行业的重大关键技术需求,针对各种高参数高性能的技术指标,如高效率、高转矩密度、高转速、高精度、高可靠性等,开展创新性研究。主要研究方向包括:
1、电机理论与拓扑结构
在传统电机基本理论的基础上,从新原理、新拓扑结构、新材料应用等方面开展创新性研究,包括交流电机绕组理论、磁场调制电机理论、工程电磁场数值计算、新型变压器理论、新型磁性材料应用、电磁振动与噪声理论、状态监测与故障诊断原理等等,不断丰富和完善电机基础理论体系。
2、电机设计与性能分析
为满足高技术参数、复杂拓扑结构电机的精确化设计要求,研究并改进基于集总参数的“磁路”法设计技术、场路耦合设计技术和多物理场耦合分析技术;针对现代电机的非线性、强耦合、高参数等特点,开展多目标、多变量综合优化设计技术研究;综合考虑电机复杂结构、磁路非线性、时间和空间谐波等因素,研究电机的精确数学建模与性能分析方法。
3、电机驱动与控制
电机与电力电子、控制技术的紧密结合,是现代电机系统的重要发展趋势,电机驱动和控制技术水平很大程度上决定着电机系统的运行性能。研究高性能矢量控制和直接转矩控制技术及其应用;研究数字化伺服驱动与运动控制系统;研究无位置传感器控制、预测控制、非正弦波供电技术、容错控制技术等新型控制技术;结合电力电子技术最新进展,开展多电平逆变器和宽禁带半导体变流器等先进拓扑与器件的应用研究。
4、新型电机与特种电磁装置
开展各种新型电机与特种电磁装置的研究,例如无刷双馈电机、永磁交流伺服电机、磁阻电机、游标电机、脉冲发电机、横向磁通电机、超导电机、盘式电机、直线电机、多相电机、屏蔽电机、无轴承电机、双机械端口电机、超声波电机、形状记忆合金电机、磁致伸缩电机、可控电抗器、有源滤波器、磁悬浮轴承等等。
本学科的研究成果服务、引领和拓展电机及控制相关产业的发展,研究工作面向的应用领域包括但不限于:
(1) 能源装备领域,如大型水轮或汽轮发电机、抽水蓄能发电/电动机、HVDC配套大型调相机、太阳能发电、风力发电、海洋能发电等;
(2) 交通装备领域,如电动汽车、轨道交通、舰船推进、多电飞机、电力机车整车试验装备等;
(3) 数控装备领域,如伺服电机及控制器、力矩电机、高速主轴等;
(4) 先进装备领域,如新概念武器电源、电磁弹射电源、飞轮储能等;
(5) 航空航天领域,如飞机起动/发电系统、高速无刷变频发电系统、高动态响应精密伺服系统等;
(6) 油气装备领域,如油气管道增压设备、井下电动钻具、电动水力压裂、潜油电泵、抽油机等;
(7) 家用电器领域,如空调压缩机、洗衣机、油烟机、榨汁机驱动电机等。
徐伟教授介绍
华中科技大学教授,博导
研究方向/领域 :
电机、电力电子、控制理论
IEEE IES 武汉分部主席,省电磁装备工程中心主任,电力安全与高效利用教育部工程研究中心副主任。2021 年国际直线电机大会 (LDIA)主席。IEEE/中国电工技术学会/中国电源学会高级会员,中国能源学会专委会委员,中国直线电机委员会委员等。国际权威学术期刊IEEE TVT和IET EPA编委(AE)。2008年获中国科学院电工所博士学位。先后在澳大利亚和日本从事科研工作。担任 8个业内权威期刊客座主编或副主编,包括电气工程领域顶级SCI 期刊 IEEE TIE。受邀国际大会报告(讲座)6 次,参与组织国际会议 5 次,担任国际会议分会主席 30 余次。受邀为悉尼科技大学、奥尔堡大学、拉杰沙希大学等多所知名高校客座或访问教授。
主持国家和企业合作项目 30 余项(国家级5项);发表 SCI 检索论文 80 余篇(SCIE 引用 500 余次);出版英文编著 1 部(Springer 出版社)、英文译著 1 部(机械工业出版社);授权发明专利 20 余项,另受理 50 余项。指导的学生获得国际会议最佳论文奖、省和华中科技大学优秀毕业论文奖 10 余次,获国家奖学金 7人次。
荣誉:
[1] 荣省机械工业科学技术进步奖(二等奖),2018.
[2] Best Paper Awards,International Conference on Electrical and Electronic Engineering (ICEEE),2017.
[3] 优秀论文奖,中国直线电机年会,2017.
[4] Best Paper Awards,IEEE International Conference Electrical Machines and Systems (ICEMS)(最佳论文奖),2017.
[5] Best Paper Awards,International Conference on Electrical, Computer & Telecommunication Engineering (ICECTE) (最佳论文奖),2016.
[6] 孟加拉 拉杰沙希工程技术大学 客座教授,2016.
[7] 省优秀学士学位论文(指导老师),2015.
[8] UTS Key Technology Partnership Visiting Fellow, Australia, 2015.
[9] 国家青年千人计划,中国,2014.
[10] VIC iAward – Industrial Application Category, Australia, 2012.
[11] JSPS Invitation Research Fellowship, Australia, 2012.
[12] RMIT Vice Chancellor Research Fellowship, Australia, 2010.
研究成果项目:
自2005年以来,一直从事高性能直线感应电机城轨驱动系统和新型高效永磁同步电机驱动系统的相关研究和产品研发。在电机等效模型、高效电机控制策略方面开展了大量的研究,设计的直线感应电机在北京东直门-机场快轨线中得到应用(相对同类产品,具有更高的效率和更快的动态响应速度),设计的永磁同步电机在实际电动汽车中得到应用(过载能力和散热能力良好),设计的直线电机应用于直接驱动压力机系统,在不同吨位范畴内形成了系列产品(具有效率高、体积小、动态响应快等特点)。