“传统永磁电机驱动系统存在两大弊端,一是调速范围窄,即难以保证在低速和高速时都有很好的性能和高效率;二是容错能力差,即出现故障时,难以维持电机继续工作。”2018年,东南大学程明教授被江苏省政府授予“第二届江苏省专利发明人奖”。他率领团队创立了单边磁场电机理论体系,解决了上述两大难题,技术成果应用于新型高功率密度电机及驱动系统,为新能源汽车、风力发电做出了贡献。

　　创立单边磁场电机理论体系

　　“传统永磁电机永磁体位于转子,导致转子结构强度低,而且永磁体产生的热量难以散发,制约了电机输出机械能的能力。”程明教授介绍,突破传统永磁电机设计的思维模式,采用新型定子永磁电机结构,通过合理的设计通电线圈,很大程度上消除电机运行时的速度不稳定、震动、噪声等,提高了电机输出动能的能力,改善了电机性能,不需增加额外成本。

　　针对“永磁电机调速范围窄”难题,程明教授提出了一种定子型电机结构,独创性地将永磁体和通电线圈都放于静止的定子上,消除了传统结构中的电刷和滑环。传统结构中电刷和滑环的存在导致旋转的转子与静止的定子直接存在机械接触,降低了电机可靠性,程明教授所提出的新型电机解决了该问题,相关专利技术成功应用于电动汽车、风力发电、飞轮动力系统等领域,可以将电动汽车的续航里程提高8%,爬坡能力提高25%。

　　专利技术应用于多家企业

　　随着电动汽车、新能源发电等战略性新兴产业的快速发展,对电机提出了更高要求,改进容错性和调速效果的技术成为重大需求。程明教授团队创造性地将新型容错电机结构应用于设计中,提高了容错能力。通过与新大洋机电集团、江苏微特利电机有限公司等合作,生产了多款电动汽车用驱动电机,作为主驱动电机为吉利知豆系列、众泰知豆系列、江淮iEV、江铃E200等电动汽车专业配套,累计销售10万辆,总销售额50余亿元。

　　近年来,程明教授团队主持承担了国家973计划课题、国家863计划项目、国家自然科学基金重点项目和重大国际合作项目等50余项,获得授权中国发明专利126件,PCT专利3件,专利成果通过许可、转让或合作开发等方式,在20多家企业实现转化,应用于电动汽车、风力发电、电梯曳引、发电机组等,取得经济效益15亿余元,出口创汇7570万美元;程明教授以第一完成人获教育部自然科学一等奖、中国机械工业科学技术一等奖、国家技术发明二等奖,以及日内瓦发明展览会银奖、江苏省专利项目金奖、中国专利优秀奖等学术奖励,并被授予马奎斯终身成就奖,当选美国电机电子工程师学会会士(IEEEFellow)等。

　　通讯员张淦

　　扬子晚报/扬眼记者徐兢