对于曲荣海先生而言,当他远渡重洋前往美国,那份隐藏于心中深处的清华情节正是他今日厚积薄发的动力源泉。在此期间,他始终矢志不渝地追求学术知识,投身科研事业,所做的一切都只为实现那个宏伟的目标——推动中国电机产业的蓬勃发展,让我们能够自主生产出世界顶尖级别的电机产品,从而摆脱对外国技术的过度依赖。
在这个漫长而艰辛的过程中,曲荣海先生的不懈努力为他赢得了普通人无法比拟的荣誉。自上世纪八十年代以来,曲荣海先生一直致力于高参数复杂电磁结构装置与系统的研究,从事各种新型特种电机的设计与开发工作。他先后提出了诸多新颖的理论和方法,发明了众多新型电机拓扑,其研究成果在国际上处于领先地位,在电磁场耦合机电能量转换理论研究、大型永磁风力发电机、新型大功率海底永磁电机以及高电磁参数电磁装置等多个领域均取得了显著的成果。
曲荣海先生在电机领域的探索天赋早已崭露头角。早在2003年,他刚加入美国通用电气公司全球研发中心总部时,便凭借多电磁场耦合机电能量转换原理,开创性地发明了新型高功率密度双侧(双转子或双定子)电机拓扑,并构建了完善的理论体系和设计方法。相较于传统的单侧电机,这种新型电机的功率密度提升了超过80%,成功解决了大型直驱式电机向更高功率发展的难题。这项技术随后被应用于美国能源部资助的3.5兆瓦永磁直驱风电机组的研制项目中,成为全球首例将双侧电机技术引入风电领域的案例。凭借此项发明,曲荣海先生荣获了通用电气全球研发中心的技术成就奖,其发表的相关学术论文更是荣获了2002年IEEE IAS电机委员会颁发的最佳论文奖。
04年,曲荣海先生再次突破自我,深入研究了高电磁参数电磁装置的设计和运行理论,并发明了多种超导电机拓扑结构。超导发电机是一种采用超导体取代常规导体制造的电机,由于超导材料中的电流可达到极高的数值,从而产生强大的励磁磁场,使得发电机的功率密度得以大幅提升,结构更为紧凑,体积和重量明显减轻。尤其值得一提的是,超导发电机在非额定负载条件下仍能保持较高的效率,这对于功率受风速随机变化影响较大的风力发电机尤为关键。此外,超导发电机还具备振动小、噪音低、电压波形正弦度高等诸多优势。
风力发电机的研发是提升风电机组技术水平和核心竞争力的关键所在。从2003年到2010年间,曲荣海先生基于电磁结构与机械传动结构一体化设计理念,成功研发了多种大型永磁风力发电机,涵盖了高速、中速和直驱式永磁发电机等类型,同时还发明了多种电机拓扑结构、磁钢保护方法、线圈绕制方法等,并将其广泛应用于实践之中。在中速发电机方面,曲荣海先生将变速箱与永磁发电机融为一体,有效缩短了机组轴向长度,提高了机组效率,大幅度降低了机组的制造成本、运输费用和安装难度。这项技术堪称当前世界风力发电机领域最为尖端的技术之一,引领了中高速风电机组的发展潮流。
在对航空以及海底电机技术深入探索与研究过程中,他深刻认识到高可靠性在诸如航空电机、海底电机等应用领域中的重要性。为了满足这一需求,他着手推出了一套针对电磁装置在极端条件下提高可靠性的创新设计原则,并将这些先进理念成功地运用于新型高容错能力航空永磁发电机以及一款新型大功率海底永磁电机的设计过程之中。