导语

　　在国家的发展建设中，涌现了一大批做出突出贡献的清华人、电机人，学习他们的事迹能激发同学们奋斗的动力，并为同学们的生涯规划提供参考。

　　电94支部计划组织同学学习、探索不同年龄段前辈的个人事迹，结合专业背景了解清华人、电机人在中国发展过程中以及在领域内贡献的力量、取得的成就和重大突破；同时了解行业现状、发展趋势和遇到的挑战，思考新时代清华人在科技强国中所承担的责任使命，帮助同学们明晰未来选择，为后续的个人发展找到新起点。

人物简介

　　赵争鸣，男，年2月出生于湖南。年和年分别在湖南大学电气工程系获学士和硕士学位，年在清华大学电机工程与应用电子技术系获得工学博士学位，并留校任教至今。其中于-年分别在美国俄亥俄州立大学和加州大学欧文分校进行博士后和访问学者研究工作，-年先后在加拿大哥伦比亚大学和香港大学进行高级访问学者和研究教授工作。现为清华大学电机工程与应用电子技术系教授，博士生导师，清华大学电磁实验中心主任，大容量电力电子与新型电力传输团队负责人，IEEEFellow，IETFellow。

采访回顾

　　年3月30日下午，电94团支部汪靖峰、成志凯、霍子宇、李程林和朱泓宇五位同学在赵争鸣老师的欢迎下来到西主楼实验室对赵老师进行采访，赵老师在长达一个小时的采访过程中将他与清华电机的故事娓娓道来。

赵争鸣老师与采访同学合影

兴趣引领求学

热情激励科研

赵争鸣老师是年恢复高考以来最早一批进入大学的学生之一。虽然“文革”期间只学习了一些简单的东西，但赵老师怀揣着对知识的渴望，恢复高考之后立马就准备考大学。

　　“实际上我一直很想读书，自己也特别爱好自然科学，上中学的时候我就组织过同班同学们研究怎么做无灰粉笔，即使当时能掌握的知识很少。”赵老师中学毕业后在一个歌剧团里工作了两年，按道理基本上跟大学没有缘分了，所以他非常珍惜有了能够进入大学的机会，剧团里只有赵老师一个人选择工科并考入了当时的重点大学之一的湖南大学。他感慨道：“非常感谢这个时代给了我们广大学子继续读书的机会！”

谈到选择电气工程的缘由，赵老师说这虽然是一个偶然事件，但也成为了他人生中最正确的选择。刚开始选择志愿的时候，他对工科一点都不了解，而赵老师的父亲，一位人民教师，十分重视赵老师的学业情况与未来发展，所以他尊重父亲的意愿报考了湖南大学电机专业。在本科读书阶段，他越发觉得电气的研究领域符合自己的特长与爱好，也越学越开心，随后便继续攻读硕士。“当年我们大学毕业就是两个目标：一是学术上继续攻读研究生，二是政治上入党。入党在本科没有实现，后来在研究生阶段入了党。”赵老师硕士毕业后工作了一年半，还是觉得自己要更进一步学习深造。后来在年4月，他第一次来到清华大学参加博士生入学招生考试，并成为了当年那一届清华电机专业唯一入选的博士生，师从高景德校长和郑逢时教授，学习电机及其控制。

所以，赵老师对学术科研的热情和兴趣从本科硕士阶段发展到博士研究，而且这种热情和兴趣一直延续至今。“我们学生毕业的时候，我每次都对他们讲‘四项基本原则’，第一个是‘你爱好什么’，有时候不一定知道自己真正喜欢什么，要慢慢确定自己的爱好；第二个是‘你的特长是什么’，你做什么很容易上手，就是真的要在这方面有点天赋；第三个是‘它要有一定的社会地位’，你所做的能真正为社会做出贡献；第四个是‘经济独立’，你需要考虑能否满足经济上的支撑，至少能够独立自主不要家里负担。贯彻这四项基本原则的同学，包括我自己，坚持到底并终身幸福大概就是这样把真正的爱好、特长跟职业结合起来！”

从电机控制到电力电子

从项目牵引到问题牵引

　　从电机到电力电子，赵争鸣老师在学习探索的路上从不停歇。早期中国整个电气工程主要是四大专业：电力系统、高压、电机与电工新技术，赵老师最开始的研究方向就是电机及其控制。他与电力电子的缘分还得说到年初他自费公派到美国俄亥俄州立大学做博士后的时候，那时美国的电动汽车发展已经走上了新的轨道，而他在那边的导师也正好和通用汽车有很多合作课题。“当时我基本没有怎么学过电力电子，是高先生给了我一个很大的支持。”他当时给导师写了一封信，征求导师的意见，高景德校长很快回信说“必须要走到电力电子领域，并且一定要把电力电子与电机融合起来”，从这以后，赵老师就真正把自己的专业方向投入到电力电子领域了。“所以现在有一门研究生的课《电力电子与电机的集成系统》，这门课的教材部分内容就是我在美国那一段时间总结的科研工作成果。”

典型的电力电子与电机集成系统原理图

　　随着电力电子的发展，赵老师的研究也在不断地更新变化，从以晶闸管为主的半控器件，到以IGBT为主的全控器件向大功率、智能化发展。博士后工作结束后，赵老师在加州大学欧文分校进行访问学者工作时在电力电子领域更进一步。回国以后他首先把在美国最重要的成果——电机与电力电子一体化带回来，把“变频电机”做小了，工作效率和功率因数也都提高了，后来他又做了一套容错系统，通过电力电子实现在不对称的绕组中用适当的不对称电源产生圆形的旋转磁场，取得了较好的成果并获得教育部颁发的奖项。到了年，赵老师领导科研小组开发了一套利用太阳能的电机水泵及其照明系统，进一步体现“电机与电力电子融合”的应用。因为太阳能的功率不稳定，所以电机的速度总在变，需要电力电子装置进行变频调速。这套系统首先在清华大学校区内建成了示范工程，所属的两个专利也转给了新疆特变电工公司，在我国西部地区得到全面推广应用，年获得了国家教育部科技进步一等奖。

　　赵老师的第二个科研历程便是转向研究大容量电力电子，从“项目牵引走到问题牵引，进而到前沿牵引”。-年他带领科研团队与国电南自公司合作开发了一种基于IGCT兆瓦级的高压三电平大容量电力电子变频器。当时赵老师在研究这个产品的过程中碰到了很多问题，“其中最令人头疼的就是IGCT老是炸裂，炸一次十几个全炸掉了，十几万就没了”。他非常想攻克这个问题，而要想做成实际的产品，就必须面对底层的科学技术问题。为了解决电力电子器件故障和装置可靠性问题，赵老师从能量、瞬态、多时间尺度的三个角度思考并着手解决这个问题。“原来我们都把开关当作了理想开关，但每次出问题就是在开关这个瞬态过程，能量在微纳秒中如何变化平衡，需要从多时间尺度去考量。”赵老师就以“大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征及运行机制”为题，牵头组织与海军工程大学、浙江大学、中车以及微电子合作开展了五年的国家自然科学基金重大项目的基础理论研究。他们首先对电力电子科学进行了再认识，提出了离散状态事件驱动（DiscreteStateEvent-Driven,DSED）仿真机制和建模方法。在此基础上，赵争鸣老师课题组研制出了首款国产通用电力电子仿真软件DSIM，充分利用了电力电子混杂系统的特点，实现了突出的高速仿真解算性能，根除发散问题，使得对电力电子系统认知拓展到开关过程中的电磁瞬态微纳秒过程。现在DSIM软件已经在全球15个国家和地区以及两百多家单位推广应用，取得了很好的社会经济效益。

赵争鸣教授代表团队向清华大学电机系捐赠软件

　　就这样，赵老师结合他自己的科研经历几乎给我们诠释了电力电子技术的发展历程。“电气工程由于电力电子的进入发生了翻天覆地的变化”，赵老师欣慰地给我们强调，“把强弱电紧密结合好，电力电子的前途海阔天空！”

知识引领教学

将技术变为科学

　　谈到电力电子与世界最先进水平的差距，赵老师表示我们仍需长期投入不间断的努力。“电力电子三要素：器件、电路与控制”。改革开放以后随着投入越来越多，中国的电力电子行业和学界从“面”的角度发展已经很好了，该行业和专业从事人员多，涉及面广，大型应用工程多，前景非常受到看好。但功率半导体开关器件仍是弱项，材料的纯度、掺杂的精准度要求非常之高，“一代器件决定一代电力电子技术”，所以到目前为止我国电力电子技术仍有差距。但从工程应用角度来说，赵老师十分自豪地说道“我国电力系统的发展在世界遥遥领先”，中国的电力系统发展快、需求大、投入多，电力电子与电力系统紧密结合将成为中国电力电子发展的特色和优势。

一些典型的电力电子器件

　　赵老师总结困难与挫折的经验，教学从底层认识器件，努力将电力电子技术转换成一门科学。“从学校的理论研究工作到工厂产品产业化非常不容易”，赵老师给我们分享他在科研路上遇到困难与挫折。和企业合作做产品会遇到两个问题：可靠性与成本。“将理论工作真正运用到实际应用中会产生很多深层次的问题”，对于赵老师来说，早期最大的压力正在于对器件的认识不足。所以在二十年前，他专门请来了资深专家给他们讲器件课，现在这也发展成了清华电力电子的一个特色——电力电子与器件紧密联系。首先直接与器件厂商建立联系，电机系与英飞凌、富士和三菱等器件厂家都有很多的合作，成立了器件应用联合实验室。通过十几年的合作和了解、认知并掌握器件的特性，在这个基础上编写了一本功率半导体开关器件应用教材，开设了研究生的电力电子核心课程，专门讲解器件特性及其应用，现已成为清华大学研究生精品课程。

　　经过这么一个过程，赵老师课题组迈过了“器件”这道坎。而为了攻克“控制”的难关，赵老师课题组承接了国家基金重点项目，提出了两种不同时间尺度的控制方法：一个是主动控制，直接控制开关驱动板从而控制开关电磁过程；第二个是“基于能量平衡的控制”，同时控制多个变量，从而解决了基本控制的问题。“这个过程真的很难，难在哪里？难在我们一定要有原创性成果，没有可借鉴的东西”，显然赵老师努力做到了。

寄语电机学子

创新引领时代

　　赵老师对现在的电机系学子给予了很高的期望，希望他们不仅仅是一个好学生，更要做引领时代的创造者。“世界一流的大学，除了储存世界文明、传播世界文明以外，更重要的是要创造世界文明”。赵老师引用牛津大学校长的一句话对我们提出一些期望，“培养原创性思维，走到创新者层面，推动世界文明发展，应该是清华学子的志向和抱负；职业与兴趣紧密结合，这样一生都会感到幸福。同时，还得具备坚韧特性，耐得住寂寞，不怕困难，勇于担风险，一步一步往前走。”最后，赵老师希望我们多向清华电机系许多的优秀前辈和学长学习，老实做人，踏实做事，养成创造性的思维习惯，做时代浪潮中的清华电机人！

同学感想

霍子宇：

　　第一次听说赵老师是因为电力电子课用的DSIM。当时觉得DSIM比MATLAB在一些方面更加好用，我也知道开发一个好的仿真软件的不易，因此很好奇DSIM背后的故事。这次采访赵老师就给我们很详细地介绍了他们团队坚定的信念、不屈的斗志以及开发软件背后几代学生艰辛的付出，对赵老师团队的佩服和仰慕之情油然而生。

成志凯：

　　在长达一个小时的采访过程中，我们感受最深刻的就是赵老师对学术科研的满腔热情。无论是对二十年科研道路的娓娓道来，还是在电力电子研究领域中的信手拈来，都说明赵老师学习研究的每一步都是踏踏实实的。当谈论到创新性研究的问题时，赵老师对于如何解决实际问题有着长远的眼光和大胆的决策，这种创新的勇气大概都来自厚重的积累。我们作为清华电机的学生应该向赵老师学习，老实做人，踏实做事，养成创造性的思维习惯，争做时代浪潮中的清华电机人！

朱泓宇：

　　赵老师深入浅出地为我们讲解了电力电子行业的发展，分享了自己的心路历程，让我们对电力电子行业有了更加深刻的认识。同时，赵老师对新一代电机人的期望也令我们备受鼓舞，让我们更加坚定自己的选择。

汪靖峰：

　　赵老师怀揣着对科研和学术的热情、准确把握时代的浪潮和行业的发展，并随之不断更新调整自己研究方向，他的经历给了我很大的触动。我意识到要在科研道路上有所成就，除了自己的兴趣和努力，更要把自己和行业发展联系起来，从“项目牵引”到“问题牵引”进而走到“前沿牵引”。我国很多专业和世界最先进水平还有很大的差距，我们当以赵老师为榜样，大胆创新，潜心耕耘，为领域的发展做出贡献。

李程林：

　　在这一个小时的采访中，赵老师向我们展现了自己科研经历的一角，求实创新的精神让我们深感佩服。这种敢为人先、实现从无到有的科研精神让我们深感科研的不易，更敬佩于赵老师这种坚持不懈，潜心钻研的精神。我们也深刻认识到，科研工作者不仅仅要广泛学习专业知识，更要创造文明，扩展新的道路。

文案

成志凯

排版

董九舟

审核

汪靖峰张明浩王启航