特种电机与高压电器教育部重点实验室瞄准国家“十四五”规划和“双碳”目标及国家电工装备行业、东北地区经济建设需求,在主要方向取得原创成果并获重大应用。近五年,实验室获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖励一等奖14项、二等奖9项,全国发明展览金奖1项、中国专利优秀奖1项。在IEEE TIE、TPE汇刊及中国电机工程学报等本领域Top期刊上发表论文713篇,其中SCI收录507篇,ESI高被引论文15篇,被两院院士、发达国家院士及IEEE Fellow等知名学者正面引用25577次。编制国家标准7项、团体标准3项,参编“十四五”电力科技重大技术方向研究报告等咨询报告3部。
(1)聚焦国家“十四五”规划和“双碳”目标,针对航空航天、海洋装备、风力发电和新能源汽车等国家战略需求领域,围绕大功率超高速永磁电机及其能量转换系统、超低速永磁电机及其直接驱动技术、兆瓦级永磁风力电机应用、高品质特种电机系统设计及应用等方面开展研究,取得了一系列世界和国内首创的原创性重大技术成果,研发的永磁及特种电机产品出口至日本、韩国、澳大利亚等16个国家和地区,产生了巨大经济和社会效益,引领了永磁电机行业发展,获得省部级一等奖2项,制定国家标准5项,授权发明专利43项。
(2)以大容量开关电弧理论、环保介质与真空电弧调控、电力设备绝缘特性与状态诊断等为研究重点,特别在特高压大电流开断、柔性智能操动、自能开断、环保型电力装备研发等方面取得重大突破,成果应用于世界首个特高压GIL输电线路工程,服务波兰、巴基斯坦等近20个“一带一路”沿线国家超/特高压输电工程,积极响应国家“双碳”目标,研制世界首台1100 kV特高压环保输电管道、1100 kV油纸电容式套管,制定国家标准1项,获省部级科技进步一等奖4项、全国发明展览会金奖1项。
(3)解决了风电机组装备叶轮动态载荷精确控制、柔性高塔谐振点穿越以及整机疲劳寿命在线预测难题,攻克了大容量、分布式固态储热联合调度提升风电消纳等关键问题,形成了轻量化超大叶轮风电机组装备设计以及风电消纳能力提升的成套技术,提升了我国风电装备自主研发及消纳水平。制定团体标准2项,授权国际及国内发明专利21项,获国家科学技术进步二等奖及省部级奖励12项。
(4)解决了电工铁磁材料复杂电磁特性精细化模拟与工程应用问题;突破了严重制约长输油气管道大口径、高压力缺陷在线检测难题;攻克了变压器绕组短路瞬间的绕组应力、变形、累积效应等相关难题,成果应用于国家重点工程白鹤滩800 kV高压直流输电工程换流变压器研制。发表SCI、EI论文152篇,授权发明专利41项,获省部级科技进步一等奖2项、二等奖6项。
(5)以永磁电机转矩脉动与振动噪声抑制技术、复杂工况永磁电机多目标全局优化设计方法和超高效电机损耗理论与抑制等为研究重点,首次提出考虑磁滞伸缩的振动噪声计算方法;提出变速、变负载等多目标全局优化方法,可使全工作域能效提高10%以上,实现复杂工况绿色运行;提出统筹电机与控制器参数的损耗抑制技术,有效提升电机效率。获辽宁省科技进步一等奖1项,授权发明专利15项,发表高水平学术论文21篇。