李崇坚 博士

  李崇坚,男,1952年10月,中共党员,教授级高级工程师,工学博士。毕业于清华大学电机专业。现任国家冶金自动化研究设计院总工程师,教授级高级工程师清华大学博士生副导师、中国电工技术学会常务理事。李崇坚教授自80年代初从事电力电子及电气传动的科学理论研究和工程实践,对我国大功率交流电机调速技术的发展和国产化装备的研制做出了杰出贡献。在理论研究方面:承担国家攀登计划、863计划、国家重大技术攻关等多项科研任务,获得国家杰出青年科学基金资助,取得以下理论贡献。

  1、工作简历:1972.05--1975.12 清华大学电力工程系电机专业 学 生

  李崇坚[1]1976.01--1980.09 武汉钢铁公司热轧厂电气车间 技术员

  1980.09--1983.04 冶金部自动化研究所 研究生

  1983.04--1986.01 冶金部自动化研究所传动室 工程师

  1987.00—1988.00 冶金部自动化研究所传动室 室副主任

  1988.01--1994.06 冶金部自动化研究院传动所 室主任

  1994.06—1996.00冶金部自动化研究院交流调速工程开发中心主任

  1996.00 -- 冶金自动化研究设计院 副总工程师

  1999 -- 北京金自天正智能控制股份公司 副总经理

  2、理论研究交流电机变频调速是电力电子及电气传动学科的高新技术,大功率交流调速是大型机械传动如轧钢机、提升机、牵引及船舶推进的关键设备,也是国家节能重点推广技术。由于该技术复杂,装备容量大,涉及电力电子、自动控制和电机等多个不同领域,长期被少数国外大公司垄断,而我国大容量交流调速传动装备长期依赖进口。

  首次提出了以控制转矩为目标的双馈电机磁场定向控制原理及系统,建立了不同磁场定向控制交流电机的数学模型。

  首次提出经典同步电机磁场定向控制原理存在着动态过程磁链与转矩控制不解耦的缺陷,指出磁场定向控制同步电机是一个带磁链旋转坐标系状态反馈的变系数模型,而采用阻尼绕组可以抵消动态过程的电枢反应,改善了磁链与转矩控制解耦特性,完善了同步电机磁场定向控制理论。同时指出,在突加负载电流瞬间 轴阻尼电流的增量近似地等于定子电流增量,必须为 轴阻尼电流设置合理通路,指导了国产大功率变频同步电机的设计与制造。

  独创性地提出了交交变频同步电机阻尼磁链定向控制理论。指出阻尼磁链定向控制同步电机具有与气隙磁链定向控制完全相同的稳态特性,阻尼磁链抗扰动性更强并易于观测,提高了系统动态性能,适合于轧钢机主传动应用。研制成功阻尼磁链观测器。首次提出了同步电机转子初始定位技术及同步电机磁场定向控制系统工程调整原理与方法,替代了惯用的电机模拟器调试,调整精确,易于操作,已用于工程实际,并获得中国发明专利、国家教委科技进步一等奖(第一名)。

  采用面向功能结构图的新型建模与仿真理论,建立了可视化电机及电力电子系统的仿真平台,为大功率交流调速技术的研究及工程设计奠定了基础。

  首次将瞬态功率理论引入到交交变频同步电机磁场定向控制系统中,提出了电网、变频器、电机、控制系统一体化系统的理论与分析方法。建立了系统特性与无功功率及谐波的数学关系,提出了交流调速系统无功冲击及谐波污染的治理方法。

  首次对交流调速机电共振、负荷周期性变化、负荷冲击振荡的机理进行分析,采用现代控制理论研制了抗扰动鲁棒性负荷观测器,从而解决了大功率轧机传动交流调速机电振动问题。

  首次建立了IGBT/IGCT大功率电力电子器件的仿真模型,提出多电平变频器IGCT箝位与电路拓扑理论及设计方法;大幅度提高了国产IGCT大功率变频器的输出容量。

  3、工程实践1988年研制了轧钢变频辊道静止变频器成组传动系统,18套交交变频器,总容量2100KVA,在包钢棒材轧钢传动中应用成功。获国家科技进步三等奖(第一名),冶金部科技进步二等奖。

  1990年将磁场定向控制理论运用到双馈电机变频调速,研制成功我国第一台大功率630KW双馈电机变频调速系统,应用于首钢轧机主传动,获冶金部科技进步一等奖。

  1990年承担国家重大技术装备攻关项目,研制了1500A/4000V大功率晶闸管、1650V交交变频高压功率装置、同步电机阻尼磁链定向控制系统、交交变频同步电机;建立了交交变频调速系统工程设计与调试方法;研制成功我国第一台2500KW大功率交交变频同步电机调速系统,应用于包钢轨梁轧机主传动,提高能效30%,达到了国外设备的技术水平,树立了大功率交交变频调速系统国产化的样板,获国家科技进步二等奖(第一名)、冶金部科技进步一等奖。

  1996年又进一步研制了计算机全数字控制的4000KW交交变频调速系统,并成功应用于重钢中板可逆轧机传动,获冶金部科技进步二等奖(第一名)。

  1997年承担国家九五重大技术装备攻关项目,研制第一套国产大型热连轧机主传动交流调速装备。采用576支国产大功率晶闸管研制了8台10800KVA大功率交交变频装置。攻克了高精度、高动态响应、多套交交变频对电网的无功冲击及谐波污染的治理、轧机主传动机电振动的抑制等技术难关。该项目于2000年3月在攀钢热连轧厂投入生产,静态精度与动态响应等各项技术性能指标达到国际先进水平,使热轧带钢年产量由原来的80万吨提高到160万吨,取得显著经济效益。被评为九五国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖。

  2001年研制成功我国第一套6000KW大型矿井提升机交流调速系统,应用于淮南煤矿,当年获益10亿元人民币。

  2000-2004年承担了国家计委下达的高新技术产业化项目,对大功率交交变频的关键技术进一步研究开发,并将其产品化、标准化。已研制国产化大功率交流调速系统103套,总装机容量达756MVA,单机容量达到20MVA。在武钢、淮北矿等27家企业得到大规模推广应用,提高了工艺装备的技术水平,节能达30%以上,取代进口,并迫使外商大幅降价,扭转了大功率变频调速装备依赖进口的局面,实现了国产大功率交流调速装备的产业化。

  2002年承担了国家863计划中高速磁悬浮交通技术重大专项的高压大功率变流技术的研究课题。在国内首次采用新型电力电子器件IGCT研制了国产高速磁悬浮牵引5MVA大功率高压变流器,驱动3.6MW同步电机成功,达到国际先进水平,该项目通过了国家科技部和中国工程院的验收。为磁浮、牵引、船舶推进、油气输送、节能等大功率变频装置的国产化奠定了基础。

  李崇坚教授所组建的交流调速工程技术研究团队,通过多年理论研究和工程实践,在国内外大功率交流调速科学及工程领域具有影响。多年来为国家培养博士10名,硕士13名。在国内外发表论文80余篇;撰写了交流同步电机调速系统、轧机传动交流调速机电振动控制专著。

  4、学术兼职及荣誉称号:(1)中国电工技术学会常务理事

  (2)国家自然科学基金委员会学科评审组专家

  (3)电力系统控制与仿真国家重点实验室学术委员

  (4)国家科学奖励委员会冶金评审组专家

  (5)冶金科学技术奖励委员会评审专家

  (6)中国自动化学会电气自动化委员会副主任

  (7)中国科技大学控制理论与控制工程博士生导师

  (8)北京科技大学信息工程学院博士生导师,兼职教授

  (9)清华大学电机系博士生副导师

  (10)冶金部突出贡献的中青年专家

  (11)国家突出贡献的中青年专家

  (12)享受国务院政府特殊津贴专家

  (13)国家杰出青年科学基金获得者

  (14)2008年获中国第七届光华工程奖

  (15)2013年5月22日,中国工程院发布公告,2013年中国工程院院士增选候选人提名、遴选工作于4月25日结束。经形式审查和中国工程院主席团审定,有效候选人共560人,李崇坚在列。[2]

  5、科研成果及获奖:(1)“活套式拉丝机交流变频调速自动控制系统 ”1988年获冶金工业部科技进步四等奖(第一名次)。

  (2)“轧钢变频辊道静止变频器成组传动系统”1990年获冶金工业部科技进步二等奖,1991年获国家科技进步三等奖(第一名次)。

  (3)“变频调速惯性振动给料机”河南省科研成果二等奖。

  (4)“轧钢主传动交流电机双馈调速装置”1993年获冶金部科技进步一等奖。

  (5)“2500KW轧机主传动同步电机交交变频调速系统”1994年获冶金部科技进步一等奖。1995年获国家科技进步二等奖(第一名次)。

  (6)“同步电机阻尼磁链定向控制理论及其在大功率交交变频系统中的应用”1994年获国家教委科技进步一等奖(第一名次)。

  (7)“4000KW可逆轧机主传动交交变频全数字调速系统”1999年获冶金部科技进步二等奖(第一名次)。

  (8)国家九五重大技术装备攻关项目“大型热连轧机主传动交流调速装备的研制”通过国家验收和技术鉴定,2001年被国家科技部,财政部,国家计委,国家经贸委评为“九五国家重点科技攻关计划优秀科技成果”,并授予“九五国家重点科技攻关计划”先进个人。

  (9)“大型提升机自动化控制及交交变频调速系统”2004年获中国机械工业科学技术三等奖(第三名次)

  (10)“大功率交交变频同步电机调速系统”中国电工技术学会2004年度“电工新产品技术开发奖”一等奖(第一名次)。

  (11)“交交变频同步电机阻尼磁链定向控制用阻尼磁链观测器”中国发明专利, 专利号: 93114898.7

  6、著作:(1)中国电机系统节能项目组(戴彦德,戴林,王正元,赵争鸣,李崇坚 等)编著,中国电机系统能源效率与市场潜力分析,机械工业出版社,2001.11,ISBN 7-111-00636-4/T.59

  (2)李崇坚、段巍 著,轧机传动交流调速机电振动控制,冶金工业出版社(冶金系统跨世纪学术技术带头人著作丛书),2003. 6 , ISBN 7-5024-3270-1

  7、发表论文:(1)李崇坚,“交交变频正弦波型自控式同步机传动系统的分析”,冶金自动化,1984.1

  (2)李崇坚,陈德芳,“交流变频调速在活套式拉丝机上的应用”,金属制品1988.1

  (3)李崇坚,“双馈电机提高串级调速功率因数的有效途径”,化工设计1988.2

  (4)李崇坚,郭毅风,“晶体管脉宽调制PWM INVI型变频调速装置”,冶金自化1988.5

  (5)李崇坚,“活套式拉丝机交流传动自动控制系统”,冶金自动化1988.5

  (6)李崇坚,王松,杜沧,朱春毅,“双馈感应电动机的磁场定向控制”,第一届中国交流调速学术会议论文集1989.7 (优秀论文)

  (7)柯晶,李崇坚,“电流型变频器在辊道变频调速中的应用”,冶金自动化1990.3

  (8)丁蕴石,王松,李崇坚,杜沧,“ CONTROL OF HIGH DYNAMIC RESPONSE DOUBLE-FED MACHINE DRIVE FOR ROLLING MILL APPLICATIONS” PEMC"90 1990.

  (9)王征,李崇坚,“全数字控制直流调速系统”,1990年中国金属学会电气传动学术会议论文

  (10)王松,朱春毅,李崇坚,“ ARIVERT-A矢量控制交流调速装置”,1990年中国金属学会电气传动学术会议论文

  (11)沈龙大,朱兆年,李崇坚,“静止变频器成组传动装置在轧钢变频辊道上的应用”,电气传动1991

  (12)李崇坚,沈龙大,“轧机交流调速传动的现状和动向” 北京自动化学会1991年年会论文集(优秀论文)

  (13)李崇坚,“电气传动技术的现状与发展动向”1992年中国金属学会电气传动学术会议论文

  (14)丁蕴石,杜沧,李崇坚,王松,“ Self-Controlled Vector Controlled Doubly Fed Induction Machine and Its Applications in Narrow Strip Hot Rolling Mill”IFAC"921992

  (15)李崇坚,丁蕴石,“磁场定向控制同步电机的数学模型” 第六届全国电气自动化年会论文集1992.10

  (16)丁蕴石,杜沧,李崇坚,王松,王征,颜京城,“Self-Controlled Vector Controlled Doubly Fed Induction Machine and Its Applications in Narrow Strip Hot Rolling Mill”IMEC`921992国际电机会议, 英国, 曼彻斯特

  (17)丁蕴石,杜沧,李崇坚,王松,王征,颜京城,“AC Main Drive Vector Controlled doubly fed Machine Speed Governing System for Narrow Strip hot RollingMill” 1993年国际"3M"会议 1993, 北京

  (18)李发海,丁蕴石,李崇坚,“交流电机控制系统的现状与发展动向”,电工技术杂志1993.1

  (19)李崇坚,“交交变频磁场定向控制同步电机调速系统的研究”,清华大学博士学位论文,1993.6 (清华大学优秀博士论文)

  (20)李崇坚,“交交变频同步电机磁场定向控制的物理意义与控制思路” 第三届中国交流调速学术会议论文集 1993.10

  (21)朱春毅,李崇坚,徐伯雄,李耀华,“交交变频同步电机控制系统仿真分析”,第三届中国交流调速学术会议论文集 1993.10

  (22)Li Chongjian, Zhu Chunyi, Li Yaohua“ Modelling and Simulation of AC/AC Field-oriented Control System of Synchronous Motor ”,IPEMC"94 P507

  (23)Li Chongjian, Wang Xiangheng, Li Fahai, Gao Jingde, Ding Yunshi, Kulig T.S.“Dynamic Performances of the Field Oriented Control Cycloconverter-Fed Synchronons Machine ” IPEMC"94P510

  (24)干永革,李崇坚,“交交变频同步电机电流控制系统”第七届全国电气自动化年会论文集 1994.10

  (25)朱春毅,李崇坚,干永革,李向欣,“交交变频同步电动机转子位置检测研究”冶金自动化1994.5

  (26)李崇坚,“电气传动技术的现状与发展”当代电工科技发展论文集中国电工技术学会第四届理事会1995.4

  (27)Li Chongjian, …, “A High-Performance Synchronous Motor Field-OrientedControl System ”PEDS"95 Singapore 1995.4 (EI收录)

  (28)李崇坚,李向欣,杜沧,朱春毅,干永革,王征,王文,“交交变频同步电机磁场定向控制系统的研究”,第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9 (优秀论文)

  (29)干永革,李向欣,杜沧,王征,王文,李崇坚,“5000KW轧机主传动同步电机交交变频全数字矢量控制系统”,第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9

  (30)王松,高金宝,安伟,解仑,杜沧,李崇坚,“2*1400KW, 3KV异步电动机的矢量定向VVVF传动系统”,第四届中国交流电机调速传动学术会议论文集1995.9(优秀论文)

  (31)李崇坚,王祥珩,李发海,高景德,“阻尼绕组对磁场定向控制交交变频同步电机动态行为的影响” 电工技术学报,1995.4 (EI收录)

  (32)李崇坚,王祥珩,李发海,高景德,丁蕴石“磁场定向控制交交变频同步电机系统的数学模型” 清华大学学报(自然科学版)1995.4 (EI收录)

  (33)李崇坚,“交流调速技术在风机水泵节能改造中的应用”设备管理与维修1995.5-6

  (34)李崇坚,朱春毅,“交交变频同步电机阻尼磁链定向控制系统”冶金自动化1996.3

  (35)李崇坚,“小型连轧机主传动技术的现状与发展”冶金自动化1996.5

  (36)李崇坚,“大功率轧机主传动交流调速技术”,第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P6 1997.10

  (37)干永革,李向欣,王征,覃正清,张登山,杨怡,李崇坚,“4000KW同步电机交交变频全数字矢量控制系统”,第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P190(优秀论文) 1997.10

  (38)廖阳,覃正清,马忱,李崇坚,“大功率风机变频调速数字控制系统的研究”第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P124,1997.10

  (39)覃正清,迟颂,李崇坚,王长江,“高压自控式同步机数字化控制系统”,第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P183,1997.10

  (40)王文,李崇坚,卢俊峰“交交变频同步电机调速系统仿真软件包”第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集P196,1997.10

  (41)李崇坚,“大功率轧机主传动技术的现状与发展”,中国钢铁1997年会论文集1997.10

  (42)Wang Zhiliang,Li Chongjian,Xie Lun “ AC Servo System Based on Intelligent Control ” IPEMC"97P1025,1997,10 HangZhou

  (43)王卫国、卢俊峰、李发海、李崇坚、黄斐梨: 交交变频气隙磁链定向控制同步电机调速系统的可视仿真。 清华大学学报(自然科学版) 1997年增第1期P40-44

  (44)翁海清、李崇坚*、李发海、刘丛伟:基于改进节点法的异步电机仿真模型,清华大学学报 (自然科学版)1999年 第3期 (EI收录)

  (45)刘丛伟、李崇坚*、李发海:双馈电机无速度传感器矢量控制系统的研究,清华大学学报 (自然科学版)1999年 第5期 (EI收录)

  (46)刘丛伟、韦立祥、李崇坚*、李发海:电力电子及电机系统通用仿真软件包,电机工程学报,1999年第3期,P37-40 (EI收录)

  (47)干永革 李崇坚* 王文 李发海:交交变频同步电机矢量控制系统供电电网谐波分析。电机工程学报,1999.6,第19卷(学第110期)P21-25(EI收录)

  (48)Lixiang Wei, Chongjian Li , Fahai Li:A Dual PWM Scheme for Three-Level Voltage Source Converter System with IGBT Modules, Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp755-760(EI收录)

  (49)李崇坚*、韦立祥、寿晓强、刘丛伟、李发海:用D — d 方法分析单周控制CUK电路的动态特性。电机工程学报,1999年第2期,P32-36 (EI收录)

  (50)韦立祥、刘丛伟、李崇坚*、李发海:同步电动机失步保护及其自动再整步的研究及实现,电机工程学报,1999年第8期,P30-35

  (51)Wang, Zhiliang Xie, Lun Li, Chongjian:Application of intelligent control theory in AC servo system ,Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials (Eng Ed) v4,n3, Sept, 1997, P43-45 (EI收录)

  (52)Yongge Gan, WenWang, Chongjian Li, Fahai Li :New Method of Reactive Power Compensation of Field-oriented Control of Cycloconverter-fed Synchronous Motor Driving Mine Hoist,Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp473-478 (EI收录)

  (53)Congwei Liu Chongjian Li* Lixiang Wei Fahai Li,Improvement of Speed Sensorless Control Method of Introduction Motors,Published in the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Conference , Aachen-Gernmany, pp986-990(EI收录)

  (54)Lixiang Wei, Chongjian Li *, Congwei Liu, Fahai Li:A Direct Power Feedback Method of a Dual PWM Three-Level Voltage Source Converter System,Published On the IEEE PESC’99 conference, Charleston, SC, USA (EI收录)

  (55)干永革、王文、李崇坚、李发海:多套交交变频同步电机矢量控制系统网侧合成电流谐波分析。电机工程学报,1999年第19卷,第7期,P14-18 (EI收录)

  (56)lixiang Wei,Yuliang Wu,Huiqingwang,Chongjian Li, Fahai,Li,A novel space vector control of three-level inverter. Published in PEDS’99 in HongKong (EI收录)

  (57)李崇坚、干永革、王文、李发海:交交变频同步电机矢量控制系统网侧无功功率的研究,电机工程学报,2000.1,第20卷,第1期

  (58)高龙,李崇坚,李发海,王幼毅: 非线性降维观测器的设计理论及应用。清华大学学报(自然科学版),2000年第1期 (EI收录)

  (59)高龙,韩俊生,李崇坚: 非线性鲁棒自抗扰控制器在电力系统中的应用。清华大学学报(自然科学版),2000年第3期 (EI收录)

  (60)高龙、李崇坚、郭国晓:电力系统非线形PID励磁控制器,清华大学学报(自然科学版),2000年第3期 (EI收录)

  (61)李崇坚、李向欣、干永革、王征:国产大型热连轧机主传动交流调速系统,冶金自动化,2000.5

  (62)王征、张卫、李崇坚:大型热连轧机主传动机电振荡的研究,冶金自动化,2001.1

  (63)杜伟、何山、李崇坚:全数字矢量控制系统的实现与工程调试方法,冶金自动化,2001.1

  (64)李向欣、何山、王征、李崇坚、:交交变频同步电机功率因数控制,冶金自动化,2001.1

  (65)段巍、王征、张卫、李崇坚:轧机主传动系统机电振荡的研究,第七届中国电力电子与传动控制学术会议论文集2001,7, 优秀论文

  (66)李崇坚、李向欣、干永革、王征:大型热连轧机主传动交流调速系统,第七届中国电力电子与传动控制学术会议论文集2001,7

  (67)Feng Qiao, Wei Duan and Chongjian Li,"Study of Vibration Suppression in the 2-Mass Main Drive System of Rolling Mill", Proc. of 7th. Chinese Automation & Computer Science Conference in the UK, England, UK, pages 205-212, 22, Septmeber 2001.

  (68)段巍、李崇坚:大型热连轧机传动系统机电振荡的研究,中国钢铁2001年会,2001,10

  (69)李崇坚、李向欣、干永革、王征:大型热连轧机主传动交流调速系统,电气时代2002,1,P33

  (70)干永革、周超、赵雨、李崇坚:大功率中压变频调速系统的研制,电气传动增刊,2002,第32卷

  (71)李崇坚:中大功率电机系统节能技术分析,变频器世界2003,1,P10

  (72)李崇坚:中电压大功率交流变频调速技术在轧钢设备中的应用,电力电子2003,1,P25

  (73)Yuan Liqiang,Zhao Zhengming,Bai Hua,Li Chongjian, Li Yiaohua, “The IGCT Test Platform for Voltage Souce Inverters” IEEE Proc.of PEDS 2003,Singapore,Nov.2003(EI收录)

  (74)Liqiang Yuan, Zhengming Zhao, Chongjian Li,Theoptimization of snubbers for IGCT-based voltage source inverters. The 29th Annual Conference of the IEEE IAS, IECON2003,2003.679-682(EI收录)

  (75)Liqiang Yuan, Zhengming Zhao, Chongjian Li, The functional model of IGCTs for the circuit simulation of high voltage converter.中国电工技术学报, (EI收录)

  (76)李崇坚,交流电机变频调速控制系统的探讨, 电力电子2004,2

  (77)袁立强,赵争鸣,刘建政, 李崇坚,李耀华.基于IGCT的大功率NPC逆变器的设计仿真与分析.电力自动化设备,2004,24(1):46-49

  (78)赵争鸣,袁立强,孟朔,李崇坚,通用变频器矢量控制与直接转矩控制特性比较. 中国电工技术学报, (EI收录)

  (79)李崇坚,大功率轧机主传动技术的发展.宝钢第一届国际学术年会论文集.2004,5

  (80)王成胜,李崇坚*,朱春毅,张胜民,段巍,王鹏,成小瑛,高压IGCT三电平变流器的试验研究, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

  (81)何山, 李向欣, 邢卫宏, 李崇坚,杜伟, 王云鹏,国产大型矿井提升机交流调速系统, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

  (82)李崇坚,轧机主传动交流调速技术的现状与发展, 中国第12届电气自动化年会论文集,2004,10

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