语言选择: 中文版line 英文版
15625266433

业内新闻

骐骥一跃,志在千里 | 马小亮老师的“电气传动之旅”(二)

03

工程实践基础之上的理论创新

      工程实践为理论创新提供了丰富的土壤。马老师善于抓住工程中的问题,在理论层面分析原因并探寻对策,再返回工程解决问题。因此,他在电力电子变换理论和电机调速理论研究方面有许多创新见解和自己的独特体系。

       上世纪70年代在对晶闸管可逆整流系统的研究中,他突破“无环流电流换向死时不能小于3.3ms”的传统认知,研究出死时小于2ms的快速无环流电流换向控制策略,为以后开发交-交变频传动打下基础。

       四十年前,在调试模拟电路控制的晶闸管调速系统时,马老师发现,系统电流环动态性能可以比理论计算好,原因是理论书上所讲变换器存在1/2开关周期滞后的模型是不正确的,就开关周期平均值而言此变换器无滞后。他首创“无滞后模型”及基于此模型的“电流调节器差分设计方法”,使系统动态性能发挥到极致。后来的工程实践发现该无滞后模型和调节器设计方法对自然采样PWM变换器同样适用。在数字控制交流伺服系统中,马老师将此理论应用于基于FPGA实现的准连续电流环设计,取得了很好的效果。

       电机通过机械联接件与负载或其它机械(电机)相联,通过它传递动力,通常该联接件是钢性件(例如钢性机械轴),调速系统工作正常。若系统的联接件是柔性件,传递动力时联接件的变形易引起调速系统振荡,例如长弹性机械轴扭振、油气钻机的粘滑振荡、柔性张力振荡;吊车悬吊货物摆动等,统称柔性负载振荡。马老师在解决这些问题时发现,虽然它们的机械、工艺、联接件和振荡形式完全不同但其运动方程有个共同点,都缺少一阶导数阻尼项,可以通过电气控制补入该项来抑制振荡,并针对各具体系统设计了不同补偿方法。他的研究不仅解决了工程问题,在理论上也是创新。

       在交流电机调速领域,矢量控制技术可以获得高性能,并满足各种严酷工艺对调速的要求,是实现交流传动取代直流传动的关键。我国对该技术的研究起步虽早,但初期主要是在学术界进行原理探讨,如何在变频产品中实现却不太清楚,工程界对它更是陌生。

       1987年马老师回国后多次举办全面介绍矢量控制技术的讲座,并于1992年出版专著《大功率交-交变频调速及矢量控制》。该书详细介绍矢量控制技术的每个细节,在介绍原理时从物理概念出发,避免常用的抽象矩阵推导,深受工程技术人员欢迎,获得机械部科技进步奖。

       为嘉惠后学,马老师在总结几十年工程设计经验基础上于2010年出版了《高性能变频调速及其典型控制系统》一书。该书在交流调速理论和工程实践之间搭起了一座桥梁。正如传动界前辈陈伯时教授序言中所称许的:“以工程师和教授的双重眼光看待和认识这项技术,既有概念清晰的原理介绍,又有切合实际的理论创新。”发行以来,该书深受工程界技术人员和电力电子专业师生的青睐。 

 

04

北方有嘉木,嘉树自有荫

——为国家作育英才

       1996年天津大学和天传所获批共建电力传动与电力电子技术博士点,是我国该学科较早的博士点之一。马老师被聘为天津大学兼职教授和博士生导师,开始培养博士生,吾辈得附骥尾,立雪程门,幸甚。

       既有天津大学深厚的学术基础又充分利用天传所丰富的工程技术实践经验,同时和工程项目及企业联系紧密,是该博士点的特点。三方面充分发挥各自优势,在产学研结合方面进行了积极探索。马老师学生的研究课题大多来自国家重点项目或企业要求的新产品开发。如蒋祺师兄的三峡升船机调速系统课题,“我”研究的兰州重离子加速器超高精度磁场电源课题以及魏学森师弟的大功率6kV矢量控制三电平变频器课题均是如此。马老师强调理论实践并重,在实践中发现问题后进行深入的理论探讨,再用理论去指导实践。


犹记得在天大科研楼519房间马老师和大家讨论问题时的情景。讨论会上大家讨论问题热烈,马老师回答问题耐心细致,分析问题切中肯綮,鞭辟入里。亲切的话语使大家如沐在春风里,一时杏坛春暖,疑难冰消。事后深感受益良多,桃李春风惠泽长。

 

05

莫道桑榆晚,为霞尚满天

——退而不休的多彩生活

       1999年马老师退休。退休后,他继续活跃在科研一线,参加国家重大项目的咨询与评审,指导天传所年轻一辈的科研实践,到大专院校和科研院所进行学术交流。莫道桑榆晚,为霞尚满天。马老师的退休生活可谓多彩矣。

       2010年总结多年科研实践经验写就的《高性能变频调速及其典型控制系统》一书出版,为马老师多彩的退休生活又加上了浓重一笔。晓来谁染霜林醉?踏遍青山。不觉间,马老师八十又一矣,已入耄耋之期,作为学生愿老师神清体健,与师母相扶相携共度夕阳,续写他多彩的电气传动之旅。

(本文由中国民航大学老师王丙元执笔)