“傳統(tǒng)永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)存在兩大弊端，一是調(diào)速范圍窄，即難以保證在低速和高速時都有很好的性能和高效率；二是容錯能力差，即出現(xiàn)故障時，難以維持電機繼續(xù)工作。”2018年，東南大學(xué)程明教授被江蘇省政府授予“第二屆江蘇省專利發(fā)明人獎”。他率領(lǐng)團隊創(chuàng)立了單邊磁場電機理論體系，解決了上述兩大難題，技術(shù)成果應(yīng)用于新型高功率密度電機及驅(qū)動系統(tǒng)，為新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電做出了貢獻。

  創(chuàng)立單邊磁場電機理論體系

  “傳統(tǒng)永磁電機永磁體位于轉(zhuǎn)子，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強度低，而且永磁體產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)，制約了電機輸出機械能的能力。”程明教授介紹，突破傳統(tǒng)永磁電機設(shè)計的思維模式，采用新型定子永磁電機結(jié)構(gòu)，通過合理的設(shè)計通電線圈，很大程度上消除電機運行時的速度不穩(wěn)定、震動、噪聲等，提高了電機輸出動能的能力，改善了電機性能，不需增加額外成本。

  針對“永磁電機調(diào)速范圍窄”難題，程明教授提出了一種定子型電機結(jié)構(gòu)，獨創(chuàng)性地將永磁體和通電線圈都放于靜止的定子上，消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的電刷和滑環(huán)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中電刷和滑環(huán)的存在導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與靜止的定子直接存在機械接觸，降低了電機可靠性，程明教授所提出的新型電機解決了該問題，相關(guān)專利技術(shù)成功應(yīng)用于電動汽車、風(fēng)力發(fā)電、飛輪動力系統(tǒng)等領(lǐng)域，可以將電動汽車的續(xù)航里程提高8%，爬坡能力提高25%。

  專利技術(shù)應(yīng)用于多家企業(yè)

  隨著電動汽車、新能源發(fā)電等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對電機提出了更高要求，改進容錯性和調(diào)速效果的技術(shù)成為重大需求。程明教授團隊創(chuàng)造性地將新型容錯電機結(jié)構(gòu)應(yīng)用于設(shè)計中，提高了容錯能力。通過與新大洋機電集團、江蘇微特利電機有限公司等合作，生產(chǎn)了多款電動汽車用驅(qū)動電機，作為主驅(qū)動電機為吉利知豆系列、眾泰知豆系列、江淮iEV、江鈴E200等電動汽車專業(yè)配套，累計銷售10萬輛，總銷售額50余億元。

  近年來，程明教授團隊主持承擔(dān)了國家973計劃課題、國家863計劃項目、國家自然科學(xué)基金重點項目和重大國際合作項目等50余項，獲得授權(quán)中國發(fā)明專利126件，PCT專利3件，專利成果通過許可、轉(zhuǎn)讓或合作開發(fā)等方式，在20多家企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，應(yīng)用于電動汽車、風(fēng)力發(fā)電、電梯曳引、發(fā)電機組等，取得經(jīng)濟效益15億余元，出口創(chuàng)匯7570萬美元；程明教授以第一完成人獲教育部自然科學(xué)一等獎、中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎、國家技術(shù)發(fā)明二等獎，以及日內(nèi)瓦發(fā)明展覽會銀獎、江蘇省專利項目金獎、中國專利優(yōu)秀獎等學(xué)術(shù)獎勵，并被授予馬奎斯終身成就獎，當(dāng)選美國電機電子工程師學(xué)會會士(IEEE Fellow)等。

  通訊員 張淦

  揚子晚報/揚眼記者 徐兢