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劉棟良有兩個身份，一個是杭州電子科技大學自動化學院副研究員，另一個是臥龍電氣驅(qū)動集團（以下簡稱臥龍）全球中央研究院副總裁。比起“劉總”這個稱呼，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《中國科學報》，“電機研究的產(chǎn)業(yè)化，既需要把論文寫在課堂上，也需要把論文寫進企業(yè)里。二者不僅不沖突，還相互促進。”

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，劉棟良在浙江大學獲得控制理論與控制工程博士學位后，進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)動技術(shù)是高性能自動化裝備的核心技術(shù)，伺服驅(qū)動產(chǎn)品在現(xiàn)代先進制造業(yè)中已成為智能控制、精密驅(qū)動的最優(yōu)執(zhí)行元件，當時國內(nèi)在該領(lǐng)域還沒有實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。”

為此，劉棟良將讀博士學位期間從事的永磁交流伺服驅(qū)動、控制策略、無傳感器運行等研究工作在臥龍開展進一步的探索。

2006年，劉棟良牽頭研發(fā)的交流永磁伺服電機與全數(shù)字化伺服驅(qū)動器產(chǎn)品，通過國家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，并實現(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，但他與臥龍的合作研發(fā)仍在繼續(xù)。

2009年，劉棟良團隊針對高壓變頻效率不高、可靠性較差、無知識產(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、光伏的安全運行及光伏逆變裝置等，帶領(lǐng)臥龍科研團隊成功研發(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)多項國際認證。

調(diào)研機構(gòu)HIS Markit的市場數(shù)據(jù)顯示，2020年，臥龍電驅(qū)在全球高壓電機市場的占有率約為11%，位列全球第二；在全球低壓電機市場的占有率約為6.5%，位列全球第四。

“他從不會讓我們失望。”臥龍創(chuàng)始人陳建成稱劉棟良是“闖將”，更是“福星”，因為公司在技術(shù)突破、業(yè)務(wù)布局時，總會首先想到劉棟良和他的團隊。臥龍從單電機到數(shù)字化產(chǎn)品、智能集成產(chǎn)品的發(fā)展道路上，都留下劉棟良和團隊的足跡。

組織“牽線”

電機是機電能量轉(zhuǎn)換的重要裝置和電氣傳動的基礎(chǔ)部件，簡言之，就是將電能轉(zhuǎn)化為動能，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《中國科學報》介紹：“大到遠洋航輪飛機，中到汽車動力，小到空調(diào)家電，電機都有廣泛應(yīng)用。電機是提供動力的心臟，很幸運自己能以‘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“青年科學家培養(yǎng)計劃”，旨在引導和推動科技人才集聚服務(wù)企業(yè)，加快培養(yǎng)造就青年學術(shù)和技術(shù)帶頭人。此時，已是杭州電子科技大學自動化學院電氣工程系主任的劉棟良，成為派駐臥龍的青年科學家。

“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，“當時，我對自己的要求不僅是做一個闖將，還要做一個組織者。一是對電機應(yīng)用的未來要看得更遠，二是對于集團戰(zhàn)略研發(fā)項目要做好帶頭組織工作，三是為集團國際化、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（電動汽車）電機項目研發(fā)工作室，如今已經(jīng)成為占地近百畝的EV電機的研發(fā)、生產(chǎn)基地。每年從這里出產(chǎn)30萬臺以上EV電機，并運往全球各地。

劉棟良帶領(lǐng)研發(fā)團隊在這里克服了諸多電機技術(shù)難題。比如，團隊研發(fā)出磁鋼退磁—反電動勢估算法、轉(zhuǎn)子過熱—電機損耗估算法、軸承異常—轉(zhuǎn)速諧波分析法等先進電機算法，實現(xiàn)了電機設(shè)計的平臺化、電機測試的平臺化。

“當時我們已經(jīng)預(yù)測到電動汽車會迎來爆發(fā)增長期，而電機是其核心動力組件。我們研發(fā)了具有穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、環(huán)保性的EV電機，并成功成為宇通、吉利、奔馳等電機供應(yīng)商，為臥龍帶來數(shù)十億元的電機供應(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)在劉棟良和他的團隊正在布局研發(fā)新一代船舶、飛機電機設(shè)備。

敢想敢干

在光照充足的夏季，杭州電子科技大學第六教學樓的屋頂太陽光發(fā)電系統(tǒng)預(yù)計一天可以發(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)、第八教學樓四樓的綜合控制系統(tǒng)和一樓的柴油發(fā)電機系統(tǒng)、蓄電池系統(tǒng)、超級電容補償系統(tǒng)、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器、瞬間電壓跌落補償器、干擾發(fā)生裝置等。”

2008年，劉棟良帶領(lǐng)學生成功開發(fā)出這一整套系統(tǒng)——先進穩(wěn)定并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)。他告訴記者：“當年，這套系統(tǒng)是我國第一個光伏發(fā)電微型電網(wǎng)實驗研究系統(tǒng)，也是國際上唯一的光伏發(fā)電比例達50%、電源容量為240千瓦的實驗微型電網(wǎng)。”

“我首先給學生傳達的理念，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)更能提升學習的了。”屈鋒告訴《中國科學報》，導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責子研究項目。

屈鋒在臥龍做研發(fā)的一年半時間里，和導師劉棟良合作，針對電動汽車中的噪聲、振動與舒適性問題，對電動汽車電機—減速器組成的動力總成系統(tǒng)進行了振動與噪聲的研究。

“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新產(chǎn)品上得以應(yīng)用。這讓我真真切切地感受到知識能創(chuàng)造價值。”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)實驗室里。”

這些年，劉棟良主持了多項國家自然科學基金面上項目和浙江省科技計劃重大科技專項重點工業(yè)項目。“這些項目的技術(shù)成果都已在臥龍轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，帶來了良好的經(jīng)濟和社會效益。”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：《中國科學報》