近日，由我院中方导师、电气学院创新电机技术研究中心曲荣海教授、李大伟教授和任翔博士后撰写《磁场调制电机》由科学出版社出版。该书是曲荣海团队十年来在磁场调制电机基础研究和应用技术开发方面取得的科研成果的总结，系统介绍了磁场调制电机的概念、原理、结构和性能特点。马伟明院士为书作序，指出该书对于电机学理论的发展以及新型电机拓扑的研发与应用，均具有重要的指导意义。

电机自被发明200多年以来，一直是工业发展的重要动力来源。近年来，随着国民经济的发展、科学技术的进步和人民生活水平的提高，各行各业都对电机的性能提出了许多新的更高要求。其中，高转矩密度和高功率密度一直是人们追求的目标，尤其随着新能源汽车、高端数控机床、舰船和航空航天等战略新兴行业的快速发展，电机的转矩密度被提出了更高的要求，其能否实现甚至成为某些高端装备成败的“卡脖子”问题。

提升转矩密度通常是通过提高电机电负荷和磁负荷来实现的，但随着常规电机基本理论、设计方法及配套技术的日益成熟，这一方法受到材料性能和加工工艺的限制，几乎被使用到极限，进一步改善变得十分困难。如何通过原理或结构创新实现机电能量转换能力的大幅提升，进而研发出超高转矩密度电机，已经成为国内外电机研究人员面临的核心问题。磁场调制电机正是在这样的背景下形成的新兴学科研究方向。

2005年，曲荣海在美国通用电气全球研发中心总部工作时，注意到游标电机（磁场调制电机的一种）具有异乎寻常的转矩放大能力，随即开始研究其与普通电机的不同之处，发现该类电机的定转子极对数不同，从而产生了转矩放大作用。2010年，曲荣海回国加入华中科技大学，成立并带领华中科技大学创新电机技术研究中心系统性地研究这类电机，并在2015年将这一类具有相同工作原理的电机命名为磁场调制电机。

十多年来，曲荣海团队研究这类特种原理电机的主要动力来自对一些“反常”问题的好奇：为什么定转子极对数不等的电机可以工作？这一点是与经典电机学理论中“关于恒定转矩产生的条件”相违背的。这类电机如何在不增强磁场密度的情况下实现转矩增加或者说转子受力增大？这类电机工作原理是否可以扩展到其他类型电机中？如果可以，是否可以用统一的理论或者方法去分析、设计？它们有什么缺点？等等。针对上述问题展开思考与研究，团队取得了一系列成果，包括磁场调制电机基本概念、判定准则、拓扑统一方法、磁场调制电机性能特性、功率因数提升方法等，这些内容构建了磁场调制电机的理论体系，也正是该书的主要内容。

随着对磁场调制电机认识的深入，团队的研究思路逐步扩展到“提升磁密产生转矩的效能”中，提出了多工作谐波磁场调制电机、磁导结构定向设计等一些创新技术发展思路。这些思路构成了该书的另一部分内容。

（文章来源于华中科技大学新闻网，通讯员：李黎）