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经典浙大 电力电子与电力传动学科 让电力电子技术走得更远
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【重点学科名片】
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浙江大学电力电子与电力传动学科由以中国工程院院士汪槱生教授为首的学术带头人在国内首先创建，是首批设立的国家重点学科，建有国内唯一的电力电子技术国家专业实验室和国内高校唯一的电力电子应用技术国家工程研究中心，并被列为国家“985”、“211”工程浙江大学重点建设学科群之一。
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学科点现有教授15名，其中包括中国工程院院士1名，国务院学位委员会学科评议组成员1名，国家自然科学基金委员会学科专家组成员1名，国际电气电子工程师协会（IEEE）电力电子学会执委会委员1名，英国工程与技术学会（IET）Fellow1名；另有副教授12人，讲师9人，已形成以汪槱生院士等多名国内外知名学者为学术带头人，老、中、青专家学者组成的结构合理、高校同类学科中规模最大的学术团队。学科师资力量雄厚，既有资深博学的知名教授，如首批中国工程院院士汪槱生教授；也有朝气蓬勃的中青年学术骨干，如中国电源学会副理事长徐德鸿、英国工程与技术学会Fellow何湘宁、我国第一位电力电子学科的博士吕征宇等教授。
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本学科点研究领域广泛，包括器件、电路、控制和系统。主要的研究方向有“中高频感应加热及应用”、“电力电子先进控制技术与网络化技术”、“高频功率变换拓扑与特种电源系统”、“智能电力传动和运动控制技术”等，同时又开拓了“电力电子在电力系统的应用技术”、“电力电子系统集成的理论与技术”、“电力电子技术在材料工程和环境保护中的应用”等新的学科生长点。在大功率中、高频谐振变换器、感应加热及其成套技术、高频开关功率变换电路拓扑和软开关技术、谐波治理及电磁兼容方面的研究水平已接近或达到国际水平，在国际同行中具有相当高的知名度。
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汪槱生和学科老师在研究课题
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学科承担着大量与国家经济建设和国防建设重大需求相关的科学研究工作，现有：国家自然科学基金重点项目2项，国家自然科学基金项目14项，“973”、“863”和国防研究项目19项，国际合作项目26项，另有多个和企业合作的重大项目。近年来研发成功的拥有自主知识产权的感应加热机电一体化成套系统集中体现了电力电子、电力传动、工业自动化等诸领域学科交叉和集成设计制造水平，已进入国际先进行列。其项目和产品在电力电子应用技术国家工程研究中心累计产值近亿元，年新增社会经济效益超10亿元。在材料工程和环境工程领域，本学科完成了12kV／50kW／20kHz塑料薄膜加工等离子体放电电源系统装置，并实现了塑料薄膜加工等离子体放电电源系统装置产业化，产值达4000多万元。成功合作研究了国内首台直冷式高温超导储能系统，并通过国家科技部验收。在系统集成方面，研制了具有世界水平的多种高功率密度电源并得到应用。国防预研项目实现了多项技术突破，完成了基于系统集成设计的200kVA多相、多电平同步电机驱动系统。通过与本院电力系统学科交叉联合研制了10kVA／kA级固态电力短路限流装置。另外还研制出燃料电池发电并网系统。MVA级高功率电力客车驱动装置等方面已取得了高水平研究成果，为国内自主开发的新一代基于IGBT设计的电力机车大功率驱动系统提供了技术上的保障。
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本学科点自1977年恢复招生制度以来，已有20多届本科和研究生毕业，培养的学生在国内外都具有良好的声誉。学科与许多国际知名大学、研究机构、著名的跨国公司建立了多渠道的学术交流与合作关系，并建立了“微功率系统”、“MCU”、“功率器件”等多个国际联合实验室。
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学科研究成果丰硕。近年来，国内外发表的论文中，SCI、EI收录论文334篇；已授权发明专利26项；在国际一流期刊（IEEE和IEE会刊等）上发表的高水平论文数量和在国际重要学术会议上发表的论文数居国内高校同类学科前列；出版著作、教材6本；获省部级以上等重要学术科研奖12项；获全国优秀博士学位论文提名奖2项。汪槱生院士获2005年度“浙江省科学技术重大贡献奖”。
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创办国内首个电力电子专业
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说起浙江大学电力电子学科，人们便会很自然地想到汪槱生教授。从1950年浙江大学电机系毕业，参与双水内冷汽轮发电机的研制到中频电源的开发和创办国内首个电力电子专业，他的一生都与这个学科的发展紧密相连。在他的人生轨迹中，也让人看到了支持学科发展的可贵精神力量。
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1970年，我国第一台1kHz100kW晶闸管中频感应加热电源在浙江大学问世。汪槱生是当时主要的技术负责人员，“我们是在1969年底成立专项课题组的，总共七八号人，小组成员专业各不相同，包括了电子、控制、机械、电器等专业的教师、实验员和工人”。为解决当时国家对中频发电机的需求，这些技术人员为着共同的目标走到了一起，一干几十年，有些人则是一辈子。汪槱生对这些人始终保持着最初的一份感激，他认为，是一支好的队伍成就了他们的事业。
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一些军工产品的制造需要中频电炉将特种钢材熔化，而只有通过中频发电机才能供给电炉得到适合的熔化工艺。当时国内只有湘潭电机厂才能生产中频发电机，学的是前苏联引进的技术，一年的产量只有几十台，远远不能满足需求。“我们就是在那样的情况下接受任务的。”汪槱生对当时的情形记忆犹新，因为参与了首台引进的中频发电机的程序设计，正在桐庐农场劳动的汪槱生被抽调回校，参与中频发电机的研制。“由于缺乏必要的设备，我们无法按照苏联的方式制作中频发电机。但是我从国外的杂志上注意到，当时有一种新的方法，已经能用电子的方法产生高频和中频，来替代机械式的发电方式。”
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1958年，浙江大学电机系电机教研室郑光华等研制成国际上第一台双水内冷发电机
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仅凭着当时接触的一些国外的专业杂志、书籍和前期对可控硅的研究，以汪槱生为首的工作人员在短短一年时间便成功开发了第一台中国人自造的中频电源发电机，并在实验室化出了第一炉钢。“当时第一炉钢有100多千克，我们都觉得很振奋。”而这一开始，就再也没停止过。1975年，他们又研制成功改良型中频电源。1987年研制成功我国自制的容量最大的（1500kW）中频电源。1988年研制成功250kW／8kHz简单并联逆变中频电源。1991年后又研制成功单片机控制和模块控制的中频电源。领导开发了400Hz～8kHz、100～1500kW中频电源系列。每一次技术的更进，研究人员都亲临工厂推广应用，免费提供技术指导，甚至维修。
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汪槱生亲自跑了国内100多个生产和应用感应加热设备的工厂，传授技术，亲自调试、维修。在研制成功晶闸管中频感应加热电源后，他还开办了多期中频电源技术培训班，无偿将中频电源技术辐射到全国，并且持续不断地与企业密切合作，带动研究所研究和解决了变流技术、控制技术、大功率技术和上述电力电子装置的应用技术等一系列关键共性技术问题。目前，这些中频感应加热技术已被广泛应用于机电、冶金、矿山、航空、交通、能源、军工等各行业的熔炼、弯管、透热、焊接、热处理和热加工过程中。迄今为止，在大功率电力电子产品中，感应加热电源是我国国产化程度最高的产品，拥有完全的自主知识产权。
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对此，汪槱生认为，“但凡我们能获得一些成绩，不仅仅是依靠个人的聪明才智或者是勤奋努力，国家与人民的需要才是推动科技进步和发展的最根本动力”。
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在感应电源技术的不断发展中，我国第一个电力电子技术学科也应运而生。1972年，汪槱生在浙江大学领导建立了我国第一个以电力电子技术为主要内容的专修班。1977年，招收了我国第一批电力电子技术专业本科生，即现在的应用电子技术专业，并组织力量自编教材，筹建实验室。1981年，培养出我国第一批电力电子硕士毕业生，他本人也在同年被国务院学位委员会批准为我国第一位电力电子技术专业博士生导师。1989年至今，他先后领导建立了国内唯一的国家电力电子技术专业实验室和国内高校唯一的国家电力电子应用技术工程研究中心。至今，浙江大学电力电子与电力传动学科已培养了61名博士和332名硕士，每年在毕业前夕，该专业的学生便已被各企业、研究机构等一抢而空，一次就业率始终保持100％。在人才培养上，他始终倡导培养社会需要的人才，鼓励学生学以致用。他说：“希望在我晚年时能看到电力电子事业更加兴旺发达。但有夕阳无限好，无需惆怅近黄昏。”
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探索电力电子技术的新天地
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20世纪80年代，电力电子技术得到愈来愈广泛的应用，而设备的维护问题日益突出。电力电子装置故障诊断成为浙江大学电力电子与电力传动学科徐德鸿教授从事的第一个研究课题。早在他读博期间，便已率先在国内领衔开展了对大型电力电子装置故障诊断研究，最令他感到意外的是，他的博士论文发表后居然还开创了一个全新的研究方向。
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当时，国内一家著名的大型石油化工企业从国外引进的生产线出了问题，不定期地发生停产事故，造成重大的经济损失。企业十分着急，找到了浙江大学，希望学校帮助解决其大型变频调速系统的故障问题。徐德鸿作为技术负责人，与研究所的教师一起开始这一重大项目的攻关。该项目被列为中国石化总公司“八五”重大攻关项目。当时一个系一年的研究经费在200万元左右，而这一个项目就是50万元。
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这也是他毕业后第一次接手这样的大项目，第一次将研究结果用到实际的工程上，徐德鸿不敢有所懈怠，“工厂的机器都是24小时运转，每停一次都会造成巨大的损失，这，不是闹着玩的”。接手项目后，根据企业电力电子装置的特点，徐德鸿带领课题组的老师和研究生研制了实时电力电子系统故障检测诊断系统，开发独特的电力电子的故障诊断的算法，并将研制的算法做成软件。无数次的试验和验证后，才将硬件和软件拿去现场安装。