劉棟良有兩個(gè)身份，一個(gè)是杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副研究員，另一個(gè)是臥龍電氣驅(qū)動(dòng)集團(tuán)（以下簡稱臥龍）全球中央研究院副總裁。比起“劉總”這個(gè)稱呼，他更喜歡別人叫他“劉老師”。
“我更感興趣的是培養(yǎng)人才。”劉棟良告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“電機(jī)研究的產(chǎn)業(yè)化，既需要把論文寫在課堂上，也需要把論文寫進(jìn)企業(yè)里。二者不僅不沖突，還相互促進(jìn)。”
研究“結(jié)緣”
劉棟良和臥龍的“結(jié)緣”始于博士后期間的研究工作。
2005年3月，劉棟良在浙江大學(xué)獲得控制理論與控制工程博士學(xué)位后，進(jìn)入臥龍博士后工作站，從事交流伺服系統(tǒng)及非線性控制策略的研發(fā)工作。
他說：“伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是高性能自動(dòng)化裝備的核心技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品在現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)中已成為智能控制、精密驅(qū)動(dòng)的最優(yōu)執(zhí)行元件，當(dāng)時(shí)國內(nèi)在該領(lǐng)域還沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。”
為此，劉棟良將讀博士學(xué)位期間從事的永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)、控制策略、無傳感器運(yùn)行等研究工作在臥龍開展進(jìn)一步的探索。
2006年，劉棟良牽頭研發(fā)的交流永磁伺服電機(jī)與全數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，通過國家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測，并實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字通用交流伺服系統(tǒng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，形成年產(chǎn)8000套的生產(chǎn)能力。
劉棟良在2007年加入杭州電子科技大學(xué)，但他與臥龍的合作研發(fā)仍在繼續(xù)。
2009年，劉棟良團(tuán)隊(duì)針對高壓變頻效率不高、可靠性較差、無知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問題，成功研發(fā)了矩陣式高壓變頻器的核心技術(shù)和生產(chǎn)工藝。這項(xiàng)技術(shù)打破了長期以來國外的技術(shù)壟斷。
2012年，劉棟良開始致力于光伏產(chǎn)品的技術(shù)突破，著重研究分布式光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)的特性、光伏的安全運(yùn)行及光伏逆變裝置等，帶領(lǐng)臥龍科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出1~2千瓦、3~5千瓦、10~17千瓦光伏并網(wǎng)逆變器，并順利通過光伏行業(yè)多項(xiàng)國際認(rèn)證。
調(diào)研機(jī)構(gòu)HIS Markit的市場數(shù)據(jù)顯示，2020年，臥龍電驅(qū)在全球高壓電機(jī)市場的占有率約為11%，位列全球第二；在全球低壓電機(jī)市場的占有率約為6.5%，位列全球第四。
“他從不會(huì)讓我們失望。”臥龍創(chuàng)始人陳建成稱劉棟良是“闖將”，更是“福星”，因?yàn)楣驹诩夹g(shù)突破、業(yè)務(wù)布局時(shí)，總會(huì)首先想到劉棟良和他的團(tuán)隊(duì)。臥龍從單電機(jī)到數(shù)字化產(chǎn)品、智能集成產(chǎn)品的發(fā)展道路上，都留下劉棟良和團(tuán)隊(duì)的足跡。
組織“牽線”
電機(jī)是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要裝置和電氣傳動(dòng)的基礎(chǔ)部件，簡言之，就是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，讓電力應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通及家電等眾多領(lǐng)域。
劉棟良向《中國科學(xué)報(bào)》介紹：“大到遠(yuǎn)洋航輪飛機(jī)，中到汽車動(dòng)力，小到空調(diào)家電，電機(jī)都有廣泛應(yīng)用。電機(jī)是提供動(dòng)力的心臟，很幸運(yùn)自己能以‘開拓者’的身份參與其中。”
2013年，浙江省委組織部等四部門推行“青年科學(xué)家培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在引導(dǎo)和推動(dòng)科技人才集聚服務(wù)企業(yè)，加快培養(yǎng)造就青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人。此時(shí)，已是杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電氣工程系主任的劉棟良，成為派駐臥龍的青年科學(xué)家。
“從研究‘結(jié)緣’到組織‘牽線’，讓我對臥龍的研發(fā)工作有了更深層次的了解。”劉棟良說，“當(dāng)時(shí)，我對自己的要求不僅是做一個(gè)闖將，還要做一個(gè)組織者。一是對電機(jī)應(yīng)用的未來要看得更遠(yuǎn)，二是對于集團(tuán)戰(zhàn)略研發(fā)項(xiàng)目要做好帶頭組織工作，三是為集團(tuán)國際化、新業(yè)務(wù)研發(fā)培養(yǎng)人才。”
位于浙江省紹興市上虞經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的臥龍產(chǎn)業(yè)園，2013年還只是兩層樓的EV（電動(dòng)汽車）電機(jī)項(xiàng)目研發(fā)工作室，如今已經(jīng)成為占地近百畝的EV電機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)基地。每年從這里出產(chǎn)30萬臺(tái)以上EV電機(jī)，并運(yùn)往全球各地。
劉棟良帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在這里克服了諸多電機(jī)技術(shù)難題。比如，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出磁鋼退磁—反電動(dòng)勢估算法、轉(zhuǎn)子過熱—電機(jī)損耗估算法、軸承異常—轉(zhuǎn)速諧波分析法等先進(jìn)電機(jī)算法，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)設(shè)計(jì)的平臺(tái)化、電機(jī)測試的平臺(tái)化。
“當(dāng)時(shí)我們已經(jīng)預(yù)測到電動(dòng)汽車會(huì)迎來爆發(fā)增長期，而電機(jī)是其核心動(dòng)力組件。我們研發(fā)了具有穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性的EV電機(jī)，并成功成為宇通、吉利、奔馳等電機(jī)供應(yīng)商，為臥龍帶來數(shù)十億元的電機(jī)供應(yīng)市場。”劉棟良說。
作為臥龍研發(fā)的“組織者”，劉棟良最大的成就感是，為臥龍培養(yǎng)出一批批研發(fā)骨干。現(xiàn)在劉棟良和他的團(tuán)隊(duì)正在布局研發(fā)新一代船舶、飛機(jī)電機(jī)設(shè)備。
敢想敢干
在光照充足的夏季，杭州電子科技大學(xué)第六教學(xué)樓的屋頂太陽光發(fā)電系統(tǒng)預(yù)計(jì)一天可以發(fā)電500多度，但如果把太陽能發(fā)的電并入房屋所在的電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)一年四季都能持續(xù)發(fā)電就有一定困難了。
劉棟良解釋說：“這需要一整套系統(tǒng)支持，比如第四變電所的并網(wǎng)控制系統(tǒng)、第八教學(xué)樓四樓的綜合控制系統(tǒng)和一樓的柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、蓄電池系統(tǒng)、超級(jí)電容補(bǔ)償系統(tǒng)、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器、瞬間電壓跌落補(bǔ)償器、干擾發(fā)生裝置等。”
2008年，劉棟良帶領(lǐng)學(xué)生成功開發(fā)出這一整套系統(tǒng)——先進(jìn)穩(wěn)定并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)。他告訴記者：“當(dāng)年，這套系統(tǒng)是我國第一個(gè)光伏發(fā)電微型電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)，也是國際上唯一的光伏發(fā)電比例達(dá)50%、電源容量為240千瓦的實(shí)驗(yàn)微型電網(wǎng)。”
“我首先給學(xué)生傳達(dá)的理念，是敢想——比如世界第一，然后是敢干。”劉棟良在研究生課堂上的這句話，讓他的學(xué)生屈鋒印象尤為深刻。
“沒有比直接參與企業(yè)重大技術(shù)攻關(guān)更能提升學(xué)習(xí)的了。”屈鋒告訴《中國科學(xué)報(bào)》，導(dǎo)師劉棟良的每一屆研究生，都要在讀研期間去臥龍等龍頭企業(yè)參與研發(fā)，如果條件具備還可以牽頭負(fù)責(zé)子研究項(xiàng)目。
屈鋒在臥龍做研發(fā)的一年半時(shí)間里，和導(dǎo)師劉棟良合作，針對電動(dòng)汽車中的噪聲、振動(dòng)與舒適性問題，對電動(dòng)汽車電機(jī)—減速器組成的動(dòng)力總成系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)與噪聲的研究。
“我的論文不僅發(fā)了核心期刊，還在臥龍面向未來的核心電機(jī)新產(chǎn)品上得以應(yīng)用。這讓我真真切切地感受到知識(shí)能創(chuàng)造價(jià)值。”屈鋒感嘆道，“劉棟良老師的課堂，不局限在校內(nèi)，還開設(shè)到了龍頭企業(yè)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室里。”
這些年，劉棟良主持了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和浙江省科技計(jì)劃重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目。“這些項(xiàng)目的技術(shù)成果都已在臥龍轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。”劉棟良表示，除此之外，自己更在乎的是，在產(chǎn)業(yè)一線發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并帶學(xué)生一起研究攻關(guān)，這也是為人師者的成就感。
來源：《中國科學(xué)報(bào)》
