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“电机大老爷”的人生故事 ——记东北大学信息院教授刘宗富先生

与他一起走过岁月的历程,你能看到儿时的他在战火中坚持读书;看到他与志同道合的朋友赶赴重庆高考;看到他走进大学,开启自己一生的师者之路;看到他运筹帷幄,解鞍钢、承钢燃眉之急;看到他年过古稀仍坚持传道授业……让我们一起品味:刘宗富教授给我们讲述的人生故事……


少年颠沛流离,终得学业大成

1925年,刘宗富出生在河南省济源县的一个商人之家。虽生逢乱世,但其父一直坚持让他读书。六岁,刘宗富进入私塾学习,不及两年,跟随家人辗转到南昌。刘宗富虽未接受过正规教育,但天生聪慧,顺利考入当地小学。1937年,抗日战争爆发,南昌战火四起。刘宗富无奈之下回到家乡,并通过自己的努力考入开封中学,这是当时河南省最好的高中。期间,他享受了一年平静的学习时光。高二时,战火蔓延到河南,一家人背井离乡,飘零异地。那时,国土虽广,却已无处躲避硝烟。往事落落,刘宗富慨叹:“那个时候,就是逃难啊!”

战火纷扰,居无定所,这些使刘宗富的学业难以为继。幸运的是,家庭的教育让他得以启蒙心智,使他对知识的渴求不曾因战乱而中止。刘宗富后跟随同乡前往重庆求学,并于1946年以优异的成绩考入同济大学电机系,开始他一生挚爱的电机学业。

当时同济大学因战争原因迁校于四川宜宾,抗战胜利后,学校即酝酿、部署返归上海的复校工作。但那时交通工具不发达,学生只能自行前往上海,刘宗富辗转一年的时间才到达上海。由于学校搬迁、接收工作进展迟缓,直到1947年2月才正式授课,刘宗富这才迎来自己的大学生活。他的求学过程虽颠沛流离,但却幸遇良师。采访中提及自己的老师,刘宗富仍不改敬称,尊其“先生”。他告诉我们,在同济读书期间,曾跟随电工原理的泰斗黄席椿先生学习电工基础学,程福秀先生学习电工设计学,“我没念几年书,但幸运的是念的那几年都遇上了好老师,真正学到了些东西,这两门课程奠定了我电机学的基础,同时也激发了无限的兴趣与喜爱”。大学时光转瞬即逝,如同许多青年人一样,此时的刘宗富也面临着就业的困惑,当时程福秀先生作为刘宗富的专业教师曾教诲他:“在学校、书本上学到的知识并不能应用于实际,我曾在德国读书,那里都是在工厂上课,只有学会实践中的知识,才算学到真东西,你应该去东北的军工厂锻炼锻炼”。于是刘宗富和几位志同道合的同学跟随招聘团来到东北。那时,家里是极力反对的,当时人们对东北的印象多是气候严寒、贫穷落后,极少有人愿意让孩子去东北工作,但刘宗富秉承程先生的教诲,克服了重重阻力来到东北。到达沈阳后,刘宗富被派往省电工局学习锻炼,一年后鉴于当时东北人才短缺,刘宗富又选择到学校从事教育工作。经过实践的锤炼,回到学校后刘宗富与杨自厚、马成业等便开始了创办电气工程专业的工作。对于大学教育,初出茅庐的年轻人尚缺乏经验,因此他们便跟随苏联专家学习大学教育,并攻读了副博士学位。筚路蓝缕、以启山林,先行者们经历的艰辛是今天的我们难以想象的。1960年,中苏关系紧张,很多苏联专家撤走回国,国内的研究进入了自力更生的时代。那时虽经历了许多挫折和失败,但却奠定了他在电机领域的坚实基础。


师生眼中的“大老爷”,企业眼中的“活神仙”

自1950年到东北大学任教,转眼已半个世纪,刘宗富以其在学术上的深厚造诣和实践中的大胆创新,被师生尊称为“电机大老爷”。他一直是东北大学电气传动学科的著名教授,更是国内现代交流传动领域的先行者,他提出的“马鞍形电流波成圆旋转磁场”的理论,对传统的交流电机理论是一个突破;他创立的“步进磁场转矩星理论”,在国际电机研究领域中独树一帜;他提出的辐向磁路的混合式步进电机结构,比国际上流行的轴向电机结构提高转矩密度20%,受到英国谢菲尔德大学著名教授DavidHowe的高度评价。他曾发表相关领域论文100余篇,指导毕业的博士研究生和硕士研究生40余名,编写有《电机学》、《电力拖动基础》、《近代交流调速》和《现代电力电子器件与交流传动》等多部高校教学用书。

刘宗富不仅知识渊博,理论精湛,此外他还联系实际,经验丰富,帮助鞍钢、承钢等解决了生产中的实际问题,创造了可观的经济效益,被企业称为“电机活神仙”。上世纪80年代初,我国开始大规模引进国外的先进技术,更加先进的变频技术开始进入国内学术界的视野。西门子的交流变频技术当时在世界范围内处于领先地位,因此鞍钢在1980年引进了西门子的一套交流变频调速系统,新设备的产量比旧设备提高了40%,大家对新设备都是满口称赞。为进一步提升产量,随即厂长提出继续加速生产,但却事不遂人愿,提速后的转动轴将隔离墙打翻,致使轧钢机断裂,鞍钢被迫停产。为了攻克这一技术难题,鞍钢召集了国内变频领域的专家进行研究,集中“会诊”协力攻关。刘宗富作为我国自动化学会电气传动组组长也参加了这次讨论会。当时大部分专家认为问题的症结在于直流与交流的转变,但刘宗富则认为新设备的使用并非症结所在,他根据电机驱动理论,综合分析事故原因,提出“扭振”问题是处理事故的关键。这简单的两个字却让在场所有人恍然大悟。扭振具有极大的破坏性,轻者使作用在轴上的扭应力发生变化,增加轴的疲劳损伤,降低使用寿命,严重扭振则会导致机组轴系损坏或断裂,影响机组安全可靠运行。找到根源,一切问题则迎刃而解。刘宗富说:“现在回想起来我解决的这些问题都是一些好玩的问题,算不上技术问题,只是需要具备一定分析问题,现场解决问题的能力而已”。

1994年,承德钢铁公司炼钢厂出现严重生产事故,三套20吨转炉直流拖动系统因炼钢炉中迸出的一颗火星而全部烧毁,致使两万人的钢铁公司全部停产。承钢的负责人第一时间向刘宗富求助,刘宗富经过考察研究,建议公司将20吨转炉原有的直流调速系统全部改为交流变频调速。起初,公司经理觉得这个方案风险太大,很多人更认为这是一个“馊主意”。但在当时的条件下,如果坚持使用直流调速,订货需一个月,新设备调试还需一个月,两个月的时间工厂根本等不起,无奈之下只好“死马当活马医”。让大家没有想到的是这个“馊主意”却只用三天时间就让承钢恢复了生产,这也是我国20吨转炉第一次采用变频调速,并产生了巨大的经济效益。经过多年的生产应用,该系统运行稳定可靠,技术指标符合工艺要求,也因此于1995年通过机械工业部鉴定,被河北省评为技术进步一等奖。

心系教学科研,老顽童重出江湖

现已是耄耋之年的刘宗富仍心系学校的教学科研工作,孜孜不倦,学而不止。但常年的工作操劳,也让他身患重症,为此他不得不离开他所钟爱的教育事业。2013年在经历了六个月透析后的刘宗富决定重出江湖,重返自己热爱的科研事业。采访中,他告诉我们,他现在最大的心愿就是振兴我国的电气传动学科,“我就是个老顽童,我要寻找我的粉丝,让他们帮我把科研想法付诸实践,我给他们出点子,他们来做,我自得其乐”,言语之挫顿起伏,溢露出心中期盼之久殷。为了完成自己的心愿,他自学计算机用于研究工作,坚持写作科研日记30余篇,在学校、企业做学术报告六场。刘宗富说,“只要能活着就是好事,活着我就能想更多的问题”。他最新提出的交流励磁同步电机的控制理论,希望变频设备的功率降低90%,设备成本降低50%,在世界电气传动领域,引导新的潮流;最新提出的电流定位向量控制,希望一改复杂的交流调速系统理论,用简单的定位系统理论,实现高性能的速度控制;最新提出的永磁-磁阻混合式控制理论,希望解决如球磨机等低速大转矩要求的驱动系统,进一步完善转矩星的理论体系;最新的磁性齿轮的研究成果,希望能应用于航天或其他工业领域……所有这些他提出的研究内容都是世界上电气传动领域独具创新的思想,其高瞻睿智,令人敬佩。

刘宗富心系电气传动学科的发展,采访中每每提及学科情况,他总是不打腹稿,踔厉风发,“我个人无所谓,你们一定要帮我传播我的观点。”先生对学科发展与人才培养之望切溢于言表。

至于为学,刘宗富的心得是若欲行远,必先夯实基础。他认为,基础好才可希冀为学大成,才能在未来的研究中得心应手,故大学教育沃枝叶应先培根本,扎实基础,再图创新。    

至于科研,刘宗富重于实践。他印象最深的是恩师程福秀的教诲,“实事求是,贵在实践,实践是知识的源泉。理论再好,不能应用于实践,一切也只是徒劳。”刘宗富一生将此语铭记于心,视为至言,如今又秉承师训,传授于学生。

至于成才,刘宗富常以其自身心得教诲学生,并提出对青年人的几点希望,“把学问基础搞得宽一些。既要把数学学扎实,也要兼具物理和计算机领域的知识,是专家也是杂家;要有很好的语言基础,把英文学好,争取一些出国学习的机会;把读书、事业看得神圣一点,这不只是个人的事情,你读不好书,国家就失去一个人才;不要急功近利,要看得远一些,不要走捷径。”    

采访结束后,刘宗富亲自送别,临行不忘叮嘱:“希望你们帮我这个老‘传教士’宣传一下,让咱们的电气传动学科更上一层楼。”老骥尚且伏枥,不弃千里之志,吾辈春秋鼎盛,又安可推诿激扬之责?