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毕生呕心为传动 电机神仙留美名
——记我国现代交流传动领域的先行者、东北大学教授刘宗富先生

发布时间:2008-12-10 来源:中国自动化网 类型:人物专访 人浏览
关键字:

交流传动

导  读:

  【编者按】今年84岁高龄的刘宗富教授应该是我国变频传动领域最年长的专家之一,被尊称为“电机大老爷”和“电机活神仙”。这位高个老人却十分低调,当记者说明拜访来意时,他很谦虚地说自己只是做了本职工作,要多宣传年轻的专家。往年还声如洪钟、行动刚健的刘老今年由于受疾病影响,状态大不如前,但他依然和记者交流了一个多小时,最后由于考虑到“变频英雄谱”这个栏目能起到推动业界发展的作用,他毅然委托东北大学彭鸿才教授和满永奎教授两位老师帮助整理相关材料。据彭教授介绍,刘老曾经是学校的足球队长和篮球队长,一生刚毅,光明磊落,典型的北方汉子。虽然近期受疾病影响,但他依然关注国内变频传动领域发展,参加力所能及的活动,并继续指导学生的科研工作。满教授更是在百忙之中积极搜集相关资料,生怕耽搁了出刊的时间,其认真细致的工作作风让记者钦佩有加。在此,对于以上三位教授表示衷心感谢!

个人简历

  刘宗富,男,1925年1月生,河南省济源县人。1950年毕业于同济大学电机工程系,同年到东北大学任助教,同时跟苏联专家攻读副博士学位,1956年升为讲师,1978年为副教授,1983年任教授。刘宗富老师长期从事电机及其控制的教学和研究工作,发表论文100余篇,指导毕业的博士研究生和硕士研究生40余名,编写有《电机学》,《电力拖动基础》,《近代交流调速》和《现代电力电子器件与交流传动》等高校教学用书,主审有《通用变频器及其应用》,《同步电机调速系统》和《交流步进拖动系统》等新技术从书。和英国谢菲尔德大学进行长达10年科研合作,派出研究学者并亲自到谢菲尔德大学进行访问及召开学术讲座。

我国现代交流传动领域的先行者、东北大学教授刘宗富先生

  他长期从事学会工作,曾任中国自动化学会电气自动化专业委员会委员、电气传动组组长,中国电工技术学会电气节能专业委员会副主任委员,中国交流电机调速传动会议学术委员会委员,辽宁省电力电子学会副理事长。还积极献身于交流电机变频调速的推广与应用,在承德钢铁公司、茂名石化公司等企业的节能降耗和电气传动更新换代中做出了重大贡献。

  他的座右铭是“语不惊人死不休”。他醉心于高新技术的通俗化,从物理概念出发建立了工程人员便于接受的交流电机数学模型,用工程语言去宣讲矢量控制理论,受到普遍欢迎。他用转矩星和步进磁场理论去研究由电力电子器件供电的各种电机,创立了交流步进拖动系统的理论体系,研制成功同步机电齿轮,煤粉仓物料探测仪,幅向磁路混合式步进机,直接传动的机电一体化搅拌机和永磁齿轮。领导研制生产了我国第一批变频器,“JJBI型大功率晶体管交流调速变频电源”获1988年辽宁省科技进步二等奖和沈阳市1989年科技进步二等奖。

我的回顾

——东北大学  刘宗富

  从1950年毕业至今已58年,几十年来能在电机及其控制行业做一些工作,应该感谢我们国家相对稳定的形势,特别还赶上了改革开放的大好时机。

  1950年从同济大学毕业后,我来到东北大学任助教,开始从事科研及教学工作。当时国民经济处于刚开始恢复和发展阶段,苏联专家在中国起到重要的作用。1956年我师从一位苏联专家攻读副博士学位,那时做的是关于同步电机激磁调节的研究,当年还帮助鞍钢完成了大型同步电机激磁自动调节系统的一系列计算。

  1957年苏联专家开始撤走,国内研究专家开始自行设计。当时从事电机调速控制研究的最大限制是半导体器件。最开始研究设计变频器采用的器件是引燃管,其缺点是持续性差、容量小、稳定性差。后来还研究机械式变频器等。进入60年代,随着国产晶闸管的诞生,变频调速进入电力电子时代,大家从头摸起,从分离元件到集成电路,从小功率装置到大功率装置,虽然经过许多挫折和失败,但是却奠定了我在电力电子方面的坚实基础。

  上世纪80年代初,我国改革开放开始,国外的先进技术开始被引入国内,各高校也开始接触先进的变频技术。西门子的交交变频技术是世界领先技术,鞍钢在1980年引进了西门子的一套交流变频调速系统,但是在生产过程中出现重大事故。鞍钢迅速召集国内变频领域的专家进行讨论研究。基于电机驱动理论,我综合分析了事故原因,提出正确解决“扭振”问题是处理事故的关键。在此基础上,通过加速度最优控制、硬软特性最佳配合等研究及实验,终于使问题得到解决。1994年,承德钢铁公司炼钢厂出现严重生产事故,三套20吨转炉直流拖动系统37面控制柜全部烧毁致使两万人的钢铁公司全面停产。我来到现场,经过详细的方案制定、研究与确定,建议公司将20吨转炉倾动和氧枪升降原有的直流调速系统全部改为交流变频调速拖动。公司经理很快确定了我的方案。从供货到安装、调试、经过13天,三台转炉全部正常投入生产。这是我国20吨转炉倾动和氧枪升降第一次采用变频调速,产生了巨大的经济效益,在当时的情况下,如果仍然采用直流调速,仅设备调试一项就需至少四个月。经过多年的生产应用,该系统运行稳定可靠,技术指标完全满足工艺要求。该系统1995年通过机械工业部鉴定,并被河北省评为技术进步一等奖。

  与此同时,国内研究学者在学术上的研究也空前繁荣。我很高兴能在长期的学术活动中,与我们的同仁一道为我国的交流传动事业的发展做了点工作。即使现在我退休多年,仍然很高兴和我的学生探讨问题,我以此为快乐。

学生心中的刘老师

  刘宗富老师自1950年开始就任教于东北大学,是电气传动领域的著名教授和我国现代交流传动领域的先行者,著有多部教材与专著,其中《电机学》、《近代交流调速》等教材被广泛作为高等院校的教学用书。

  刘老师在学术上的造诣深厚,知识渊博。在几十年的研究与教学中,不断创新,提出新理论,在理论研究上达到国际先进水平。他提出的马鞍形电流形成圆旋转磁场的理论,对传统的交流电机理论是一个突破,在当时可控硅整流器可靠的大量应用,而可关断器件逆变器还没有普及的历史时期,这一理论对于大容量的交流传动是一个崭新而有实际意义的创新,受到很多国际上著名教授的肯定。

  刘老师提出的电势星、转矩星在步进系统中的应用形成了完整的电机的分析、设计及控制的理论。采用这一完整的理论对市场上广为流行的轴向磁路的两相混合式步进电机进行透彻分析,提出了具有幅向磁路的两相混合式步进电机,从而,使相同转子体积的混合式步进电机的输出转矩提高了14%。新型的具有幅向磁路的两相混合式步进电机获得了国家专利,并且与英国谢菲尔德大学的国际著名教授David Howe进行了长期合作,保送年轻教师到英国与David Howe 教授联合研究,发表多篇国际学术论文。

  刘老师提出的大角度步进电机和直流步进电机的控制理论指导我们完成了多项横向科研任务和申请了国家自然科学基金。

  针对通常的输入三相互差120°的正弦电流形成圆旋转磁场的理论,刘老师提出线电压脉宽调制(LVPWM)方法,它比SVPWM方法具有更好的圆旋转电压轨迹,更好的控制效果。

  作为刘宗富老师的学生,我们感到非常荣幸。刘老师渊博的知识、精湛的理论、丰富的经验、广阔的视野、创新的理念,所有这些,使我们几代学生受益匪浅。如今,尽管刘老师年近90,我们还经常与刘老师讨论学术问题,去年还在他的指导下申请了无接触式磁性齿轮的国家发明专利,近几年在他指导下研制开发的高压变频器已经在现场应用一百余台。

  学生们敬佩他不仅理论精湛,经验丰富,而且十分乐意和学生共同探讨知识。学生们一次次带着问题走进刘老师住处或办公室,不管是各种电力电子变换技术,还是各种电机控制技术方面,刘老师都有深刻的独到的理解,学生们也都能得到一次次圆满的解答和快乐的交流。几十年来,我们一直获益于刘老师的丰富的理论体系和研究问题的创新思路。

  刘老师长期从事学会工作,在多个学术组织中兼职,作为中国自动化学会电气自动化专业委员会电气传动组组长,多次主办了全国性的学术会议,与全国学术界同行一道,对我国的交流变频调速事业的发展,起到极大的推动作用,受到全国学术界的尊敬与好评。

  刘老师在指导鞍钢、承钢等企业的技术革新与设备改造时的远见卓识,创新与大胆给我们留下了抹不掉的印象。

  总之,刘老师理论上的丰硕成果,学术上的个人魅力,生活上的宽宏大量,会影响到我们学生的一生。

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