——記我國現(xiàn)代交流傳動領(lǐng)域的先行者、東北大學(xué)教授劉宗富先生
劉宗富先生
個(gè)人簡歷
劉宗富，男，1925年1月生，河南省濟(jì)源縣人。1950年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)電機(jī)工程系，同年到東北大學(xué)任助教，同時(shí)跟蘇聯(lián)專家攻讀副博士學(xué)位，1956年升為講師，1978年為副教授，1983年任教授。劉宗富老師長期從事電機(jī)及其控制的教學(xué)和研究工作，發(fā)表論文100余篇，指導(dǎo)畢業(yè)的博士研究生和碩士研究生40余名，編寫有《電機(jī)學(xué)》，《電力拖動基礎(chǔ)》，《近代交流調(diào)速》和《現(xiàn)代電力電子器件與交流傳動》等高校教學(xué)用書，主審有《通用變頻器及其應(yīng)用》，《同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)》和《交流步進(jìn)拖動系統(tǒng)》等新技術(shù)從書。和英國謝菲爾德大學(xué)進(jìn)行長達(dá)10年科研合作，派出研究學(xué)者并親自到謝菲爾德大學(xué)進(jìn)行訪問及召開學(xué)術(shù)講座。
他長期從事學(xué)會工作，曾任中國自動化學(xué)會電氣自動化專業(yè)委員會委員、電氣傳動組組長，中國電工技術(shù)學(xué)會電氣節(jié)能專業(yè)委員會副主任委員，中國交流電機(jī)調(diào)速傳動會議學(xué)術(shù)委員會委員，遼寧省電力電子學(xué)會副理事長。還積極獻(xiàn)身于交流電機(jī)變頻調(diào)速的推廣與應(yīng)用，在承德鋼鐵公司、茂名石化公司等企業(yè)的節(jié)能降耗和電氣傳動更新?lián)Q代中做出了重大貢獻(xiàn)。
他的座右銘是“語不驚人死不休”。他醉心于高新技術(shù)的通俗化，從物理概念出發(fā)建立了工程人員便于接受的交流電機(jī)數(shù)學(xué)模型，用工程語言去宣講矢量控制理論，受到普遍歡迎。他用轉(zhuǎn)矩星和步進(jìn)磁場理論去研究由電力電子器件供電的各種電機(jī)，創(chuàng)立了交流步進(jìn)拖動系統(tǒng)的理論體系，研制成功同步機(jī)電齒輪，煤粉倉物料探測儀，幅向磁路混合式步進(jìn)機(jī)，直接傳動的機(jī)電一體化攪拌機(jī)和永磁齒輪。領(lǐng)導(dǎo)研制生產(chǎn)了我國第一批變頻器，“jjbi型大功率晶體管交流調(diào)速變頻電源”獲1988年遼寧省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和沈陽市1989年科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
我的回顧
——東北大學(xué) 劉宗富
從1950年畢業(yè)至今已58年，幾十年來能在電機(jī)及其控制行業(yè)做一些工作，應(yīng)該感謝我們國家相對穩(wěn)定的形勢，特別還趕上了改革開放的大好時(shí)機(jī)。
1950年從同濟(jì)大學(xué)畢業(yè)后，我來到東北大學(xué)任助教，開始從事科研及教學(xué)工作。當(dāng)時(shí)國民經(jīng)濟(jì)處于剛開始恢復(fù)和發(fā)展階段，蘇聯(lián)專家在中國起到重要的作用。1956年我?guī)煆囊晃惶K聯(lián)專家攻讀副博士學(xué)位，那時(shí)做的是關(guān)于同步電機(jī)激磁調(diào)節(jié)的研究，當(dāng)年還幫助鞍鋼完成了大型同步電機(jī)激磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一系列計(jì)算。
1957年蘇聯(lián)專家開始撤走，國內(nèi)研究專家開始自行設(shè)計(jì)。當(dāng)時(shí)從事電機(jī)調(diào)速控制研究的最大限制是半導(dǎo)體器件。最開始研究設(shè)計(jì)變頻器采用的器件是引燃管，其缺點(diǎn)是持續(xù)性差、容量小、穩(wěn)定性差。后來還研究機(jī)械式變頻器等。進(jìn)入60年代，隨著國產(chǎn)晶閘管的誕生，變頻調(diào)速進(jìn)入電力電子時(shí)代，大家從頭摸起，從分離元件到集成電路，從小功率裝置到大功率裝置，雖然經(jīng)過許多挫折和失敗，但是卻奠定了我在電力電子方面的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
上世紀(jì)80年代初，從我國改革開放開始，國外的先進(jìn)技術(shù)開始被引入國內(nèi)，各高校也開始接觸先進(jìn)的變頻技術(shù)。西門子的交交變頻技術(shù)是世界領(lǐng)先技術(shù)，鞍鋼在1980年引進(jìn)了西門子的一套交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，但是在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)重大事故。鞍鋼迅速召集國內(nèi)變頻領(lǐng)域的專家進(jìn)行討論研究。基于電機(jī)驅(qū)動理論，我綜合分析了事故原因，提出正確解決“扭振”問題是處理事故的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，通過加速度最優(yōu)控制、硬軟特性最佳配合等研究及實(shí)驗(yàn)，終于使問題得到解決。1994年，承德鋼鐵公司煉鋼廠出現(xiàn)嚴(yán)重生產(chǎn)事故，三套20噸轉(zhuǎn)爐直流拖動系統(tǒng)37面控制柜全部燒毀致使兩萬人的鋼鐵公司全面停產(chǎn)。我來到現(xiàn)場，經(jīng)過詳細(xì)的方案制定、研究與確定，建議公司將20噸轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍升降原有的直流調(diào)速系統(tǒng)全部改為交流變頻調(diào)速拖動。公司經(jīng)理很快確定了我的方案。從供貨到安裝、調(diào)試，經(jīng)過13天，三臺轉(zhuǎn)爐全部正常投入生產(chǎn)。這是我國20噸轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍升降第一次采用變頻調(diào)速，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，在當(dāng)時(shí)的情況下，如果仍然采用直流調(diào)速，僅設(shè)備調(diào)試一項(xiàng)就需至少四個(gè)月。經(jīng)過多年的生產(chǎn)應(yīng)用，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，技術(shù)指標(biāo)完全滿足工藝要求。該系統(tǒng)1995年通過機(jī)械工業(yè)部鑒定，并被河北省評為技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
與此同時(shí)，國內(nèi)研究學(xué)者在學(xué)術(shù)上的研究也空前繁榮。我很高興能在長期的學(xué)術(shù)活動中，與我們的同仁一道為我國的交流傳動事業(yè)的發(fā)展做了點(diǎn)工作。即使現(xiàn)在我退休多年，仍然很高興和我的學(xué)生探討問題，并以此為快樂。
學(xué)生心中的劉老師
劉宗富老師自1950年開始就任教于東北大學(xué)，是電氣傳動領(lǐng)域的著名教授和我國現(xiàn)代交流傳動領(lǐng)域的先行者，著有多部教材與專著，其中《電機(jī)學(xué)》、《近代交流調(diào)速》等教材被廣泛作為高等院校的教學(xué)用書。
劉老師在學(xué)術(shù)上的造詣深厚，知識淵博。在幾十年的研究與教學(xué)中，不斷創(chuàng)新，提出新理論，在理論研究上達(dá)到國際先進(jìn)水平。他提出的馬鞍形電流形成圓旋轉(zhuǎn)磁場的理論，對傳統(tǒng)的交流電機(jī)理論是一個(gè)重大突破，在當(dāng)時(shí)可控硅整流器有著可靠的大量應(yīng)用，而在可關(guān)斷器件逆變器還沒有普及的歷史時(shí)期，這一理論對于大容量的交流傳動是一個(gè)嶄新且有實(shí)際意義的創(chuàng)新，受到很多國際上著名教授的肯定。
劉老師提出的電勢星、轉(zhuǎn)矩星在步進(jìn)系統(tǒng)中的應(yīng)用形成了完整的電機(jī)的分析、設(shè)計(jì)及控制的理論。采用這一完整的理論對市場上廣為流行的軸向磁路的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行透徹分析，提出具有幅向磁路的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，可使相同轉(zhuǎn)子體積的混合式步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩提高了14%。新型的具有幅向磁路的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)獲得了國家專利，并且與英國謝菲爾德大學(xué)的國際著名教授david howe進(jìn)行了長期合作，保送年輕教師到英國與david howe教授聯(lián)合研究，發(fā)表多篇國際學(xué)術(shù)論文。
劉老師提出的大角度步進(jìn)電機(jī)和直流步進(jìn)電機(jī)的控制理論指導(dǎo)我們完成了多項(xiàng)橫向科研任務(wù)和申請了國家自然科學(xué)基金。
針對通常的輸入三相互差120°的正弦電流形成圓旋轉(zhuǎn)磁場的理論，劉老師提出線電壓脈寬調(diào)制（lvpwm）方法，它比svpwm方法具有更好的圓旋轉(zhuǎn)電壓軌跡，有更好的控制效果。
作為劉宗富老師的學(xué)生，我們感到非常榮幸。劉老師擁有淵博的知識、精湛的理論、豐富的經(jīng)驗(yàn)、廣闊的視野、創(chuàng)新的理念，所有這些，使我們幾代學(xué)生受益匪淺。如今，盡管劉老師已年近90，我們還是經(jīng)常與劉老師討論學(xué)術(shù)問題，去年在他的指導(dǎo)下申請了無接觸式磁性齒輪的國家發(fā)明專利；近幾年在他指導(dǎo)下研制開發(fā)的高壓變頻器已經(jīng)有一百多臺在現(xiàn)場應(yīng)用。
我們敬佩他不僅因?yàn)樗碚摼浚?jīng)驗(yàn)豐富，還因?yàn)樗謽芬夂蛯W(xué)生共同探討知識。不管是在各種電力電子技術(shù)方面，還是在各種電機(jī)控制技術(shù)方面，劉老師都有深刻獨(dú)到的見解。每當(dāng)我們一次次帶著問題走進(jìn)劉老師住處或辦公室，都能帶著一次次圓滿的解答和快樂的交流離開。幾十年來，我們一直獲益于劉老師豐富的理論體系和研究問題的創(chuàng)新思路。
劉老師長期從事學(xué)會工作，在多個(gè)學(xué)術(shù)組織中兼職，作為中國自動化學(xué)會電氣自動化專業(yè)委員會電氣傳動組組長，多次主辦了全國性的學(xué)術(shù)會議，與全國學(xué)術(shù)界同行一道，對我國的交流變頻調(diào)速事業(yè)的發(fā)展，起到極大的推動作用，受到全國學(xué)術(shù)界的尊敬與好評。
特別是劉老師在指導(dǎo)鞍鋼、承鋼等企業(yè)的技術(shù)革新與設(shè)備改造時(shí)的遠(yuǎn)見卓識，創(chuàng)新與大膽給我們留下了抹不掉的印象。
總之，劉老師理論上的豐碩成果，學(xué)術(shù)上的個(gè)人魅力以及生活上的寬宏大量，將影響到我們學(xué)生的一生。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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