科学家曲荣海:在电机王国里探寻能效
2012-09-10 16:40:25   来源:www.simotd.com   评论:0 点击:

【西安电机厂大型高压电机销售:029-82352998】“电机涉及到方方面面,从发电,到用电。任何一点电机效率的提高对行业来讲都特别重要。中国是世界上最大的电机生产国,但是中国电机的出口和整体水平,跟国外还有不少的差距,特别是效率和材料消耗方面。”


问:如果国内的所有电机技术能更新,每年能节约多少能源?


曲荣海:如果都能提高一点,哪怕1%,那全国的整体效益非常大。很多人认为,电机就是个器械,我买了用就行,大家没有在意,也许你的电机多花了15%,多花点钱,不在意。但大家没意识到电机在中国的工业里无所不在,涉及面太广。比如变频空调技术,被评为国家级奖,为什么它能评奖呢,就是因为节能,那么多空调都提高5%,能节省多少?规模效益,但是空调这种的电机在所有电机里占的还是很小的一部分。我国中小型电机因为效率问题,每年多耗电530亿多千瓦时,浪费相当惊人,任何运动的东西没有不用到电机的,所以这个行业还有很多事情要做。我现在做的比如牵引电机、风电发电机、永磁电机和超导电机、伺服电机等,这几个方向都是比较热门的,也有很多的工作要做。


我现在正在作一个调研报告,各种电机和国际标准差多少,然后材料浪费了多少,但这个想做详细、准确了很难,需要很多方面的支持。我现在想做的就是把中国电机行业的整体水平调研出来。


问:在目前的研发过程中,您最重视的是什么?您现在产业化方面开始进行了吗?有什么想法?


曲荣海:优化。我经常说,你买国外设计,那是对他来说最好的产品, 但对你来说不一定是最好的。产品是怎么设计的,要有很多优化。优化什么?优化的目标是什么?


首先,在满足功能的情况下,尽量降低重量和成本。比如说,我们设计一个电机,本来一个电机应该设计成直径大一些,短一些,这样设计是最优化的,产品最轻,用料最少。但是国外的高速公路只能运输4米的长度,那运输成本就涨上去了。对比一下,还不如设计成细一点长一点,运输成本能降低很多,整体成本也会下降。在中国可能是4.2米,也可能是3.8米,这个结果是不同的。所以我们设计的时候要考虑到很精细的程度,这就是优化。


功能做到了,还有很多东西要细化。比如具体到每一个尺寸,做到什么程度,是和生产加工工艺有关的。我们能加工到1毫米,那就设计1毫米。如果你设计的是1毫米,但你加工不了,那就是设计得不好,不实用,就是一种浪费。在这方面,我们一定要有做设计的精打细算,最简单的理解就是最少投入和最大产出。


产业化目前还没有,因为我希望先做好技术,根据我国的特点设计出好产品,然后再产业化。好的东西做出来是不愁市场的。目前来讲,需要项目出来了再去产业化,这样才比较有意义。我们现在做的东西,不仅仅是一个发现,而是一个系统工程,这需要一个过程和时间。


人才建设,引领技术创新潮


“电机涉及到方方面面,从发电,到用电。任何一点电机效率的提高对行业来讲都特别重要。中国是世界上最大的电机生产国,但是中国电机的出口和整体水平,跟国外还有不少的差距,特别是效率和材料消耗方面。”


整个采访过程中,他提到最多的是技术核心的原始创新:“我们要做就要做纯粹中国血统的,要做就做最好的,当然也是最适应中国市场的。这其中最为关键的,还是人才,我国这方面的人才太稀缺了,现在人才梯队建设刻不容缓。”


为此,2010年8月中组部引进风电领域“千人计划”向他抛出橄榄枝时,他立即放下蒸蒸日上的事业,离开在美国的妻子和求学的孩子,孤身飞回祖国,全职加入华中科技大学电气与电子工程学院。作为领军人,曲荣海依托华中科技大学电气与电子工程学院,于2011年9月正式成立华中科技大学创新电机技术研究中心。该中心定位于基础和应用研究,立足国际科技前沿,以满足国家重大战略需求为出发点,力争在电机设计和驱动控制技术方面成为世界一流的科技创新研究平台。


仅仅两年的时间,在学院支持和他的个人努力之下,中心的建设已经初具规模。在基础设施方面,搭建了三个特种电机测试平台,购置了一系列相关仪器设备,为今后的科研课题研究打下了必要的物质基础;在人才培养方面,他正在培养十位硕士、八位博士研究生和一位博士后,同时正在引进海外电机人才,包括一名国家“青年千人计划”专家、一名湖北省特聘专家等,并积极联合院系内二十多位教师、十多位教授参与课题研发;在教学方面,针对学生对电机设计知识的缺乏,计划开设一门电机设计全英语课程,以推动教学质量的全面提高;在学术交流方面,具有长期海外工作经历的他充分利用国际资源,开展了多次交流活动,包括邀请国外着名教授来访考察、参加顶尖国际会议、受邀至国外高校发表学术报告等。


有梦想,才有可能成功!这些具体的工作,可谓繁重庞杂,但曲荣海却乐在其中,因为,他离自己的梦想更近了。


“做最好的新型高效节能电机,争取早日实现中国从电机大国向电机强国的跨越!”,这看似口号的一句话却在曲海荣心中响了二十多年。对当年那个青涩的清华学子来说,这也许只是一个梦想,如今,却已然成为他的事业理想,也是他从未改变的方向。


――■对 话――


问:我国在电机研发方面,同国际先进技术相比有哪些方面的差距?对行业影响有多大?


曲荣海:就中小型异步电机来说,跟国外的比,我国一个同等性能的电机多用10%―20%的材料,而中国的产量每年大约有1.3亿千瓦,仅此一项每年就浪费了约10亿多元。可是我们卖的价格还相对低,这样利润就会降低很多。我国的中小型电机的效率平均大约89%,而高效电机的效率平均可达94%,我国因此每年多耗电530亿多千瓦时。这还只是大众产品,虽然成本很高但还能做出来,还有很多是做不出来的。比如说中国的高铁很发达吧,高铁里的牵引电机也是国产的,但原始技术却是进口的。很多的基础建设和大型设备,我们为什么不能进行原始设计原始创新,一定要从国外引进?特别是一些尖端技术,在国际上技术都是封锁的,我们又该怎么办?这个问题困惑了我很多年,也激励了我很多年。


好在现在我们国家已经意识到这个问题的严重性,前段时间我看到国务院一个文件就是加快改进,提高电机的转换效率,这方面已经很迫切了。

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