一种更为广泛的、系统性的磁场调制电机统一新理论——双工作磁场谐波电机理论突破了有着一个多世纪历史的传统电机理论，开辟了电机理论的新纪元。
将近两个世纪之前，英国著名物理学家法拉第根据物理学家奥斯特所发现的“电流的磁效应”，制成了第一个实验电机模型，让电机的概念从此走进人们的视线。尤其是最近一个多世纪以来，随着各种新型技术的发展和新材料的层出不穷，电机的机理和形态不断演化，以越来越高的效率，忠实地履行着电能与机械能转换的职责，驱动机器进行精准的操作。如今，小到孩子手中的电动玩具车，大到机器人、数控机床、电动汽车等，电机都在其中发挥着不可替代的作用。
电机作为高端制造装备的核心驱动部件，正朝着高精、高效和高转矩密度的方向发展。随着德国工业4.0、中国制造2025等发展规划的出台，智能制造已是大势所趋，因此，当今工业界对电机的功率密度提出了越来越高的要求。然而，随着传统电机分析理论和设计方法及设计手段的不断完善，电机的功率密度已接近上限，进一步提高传统电机的功率密度十分困难。为此，世界制造强国都投入大量资源进行研发，但进展均十分缓慢。中国伺服电机产业受限于早期薄弱的基础工业，在材料特性、加工工艺和制造水平方面与国际先进技术存在明显差距，导致伺服电机转矩密度、控制精度和产品一致性等关键指标迫切需要提升，面临的难度更大。
面对这样的困境，华中科技大学研究团队经过多年潜心研究，找到了一条独特的解决之道：创新性地发现了磁场调制新机理，建立了更为广泛的、系统性的磁场调制电机统一新理论——双工作磁场谐波伺服电机理论，并证明传统电机理论是磁场调制电机统一新理论的一个特例。豪不夸张地说，这一新理论突破了有着100多年历史的传统电机理论，开辟了电机理论的新纪元。
具体来说，新的磁场调制电机统一理论在机理、结构、工艺等方面均有新的突破，能够有效解决伺服电机转矩密度低、齿槽转矩大、产品一致性差等问题
从机理的角度来看，基于在国际上首次建立的双工作磁场谐波伺服电机理论所发明的磁场调制非重叠绕组伺服电机拓扑，以及所开发的磁场调制非重叠绕组伺服电机解析分析及设计技术，研究团队提出的通用电机设计准则，使相关产品的转矩密度提高了近10%，效率提高3%。从体系结构的角度来看，研究团队建立了高档伺服电机关键指标一致性评估体系，揭示了伺服电机零部件加工误差对综合性能的影响规律，提出了综合电、磁、热、机及材料特性的伺服电机鲁棒性设计方法，为规模化制造中产品指标一致性差的难题提供了解决方案。从工艺角度来看，研究团队通过揭示伺服电机加工误差、材料离散性对齿槽转矩的影响规律和作用机理，提出了涉及空域量级差的齿槽转矩消减方法，打破了现有齿槽转矩消减方法对加工精度和材料一致性的高度依赖。实际效果显示，产品齿槽转矩比降低至0.59%，达到国际先进水平。
基于磁场调制电机新理论，曲荣海教授所带领的研究团队获得了2017年湖北省科技进步一等奖，获授权发明专利5项，研制了70多个规格的高档伺服电机产品；曲荣海教授因此获评IEEE会士（IEEEFellow，是IEEE最高等级会员，在学术科技界被认定为权威的荣誉和重要的职业成就，每年由同行专家在做出突出贡献的会员中评选出来，当选人数不超过IEEE会员总人数的0.1%）。
研究团队发明的多种新型磁场调制电机拓扑族，可大幅（甚至成倍）增加电机的功率密度，提高电机性能，为对电机体积和重量较为敏感的行业（如工业机器人、新能源汽车、航空航天、新能源发电、伺服系统等）提供了绝佳的动力源；同时也为电机工业的节能降耗提供了良好手段，研究成果已成功应用于3C加工、机器人、航空航天、军工等高精尖领域。
以交流伺服电机应用极为广泛的机器人行业为例，产业结构调整、转型升级步伐加快的现状极大地带动了中国机器人市场的需求和机器人产业的快速发展。数据显示，2010年中国进口机器人2.34万台，同比增长130%；2011年进口机器人3.8万台，同比增长62%。随后，工业转型升级，发展高端制造装备、智能制造装备等一系列有利于机器人产业发展的规划政策也在这一时期先后出台，为中国机器人产业发展创造了前所未有的良好环境。通常每台工业机器人拥有多个自由度，往往需要5台以上的电机，因此研究团队的成果将大有用武之地。
除此之外，包装、纺织、印刷、军工、自动化、电子信息设备、轻工行业、食品、铁路和机车车辆工业、电力工业等也呈现出了对交流伺服电机的旺盛需求。
例如，包装设备上，采用伺服控制可以提高单位时间的产量、提高资源利用率、增加品种适应性和提高产品质量，因此交流伺服在包装机械上的应用规模也在逐步扩大。在纺织业，剑杆机、经编机、卷绕机、绣花机、圆机、横机、转杯纺纱机等众多纺织设备往往都要采用伺服电机完成高速、高频次的往复运动，并在高速运动过程中实现快速平稳换向；电流冲击小、能量转换效率高的特点使得伺服电机在纺织行业的应用呈现逐步放大的趋势。随着无轴（电子轴，即用多个单独的伺服电机取代传统的机械传动链）传动技术在印刷机上的应用越来越广泛，印刷业成为对伺服电机要求颇高的需求大户。交流伺服电机在军工领域的应用也极为广泛，可用于雷达、各种火炮、飞机、坦克、舰艇等运动部件的驱动控制之中，取代目前的人工或液压伺服，大大提高系统的响应速度和控制精度，大幅提高武器、装备的性能。此外，制造业在人口红利逐步消失境况下的自动化转型升级，以及能源短缺和环境污染双重压力下的节能趋向，使得将电能转变为机械能的主要执行部件——电机成为各行各业实现自动化和绿色发展的重要基础。
研究团队提出的磁场调制电机新理论开启了永磁电机理论的新纪元，现已惠及多个行业；与此同时，上述各领域的巨大需求则表明，这项突破传统的磁场调制电机新理论拥有着广阔的前景。随着理论与实际应用不断碰撞出新的火花，也许就在此刻，有望带来颠覆性变革的电机新应用已在酝酿之中。
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