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[发明专利]多级式起动发电系统全阶段励磁机转子绕组故障诊断方法-CN202310587916.0在审
发明人：李欣昱;刘卫国;焦宁飞;孙承浩;毛帅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-05-23 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明涉及一种多级式起动发电系统全阶段励磁机转子绕组故障诊断方法，计算励磁机定子电流平方和作为故障信息量。在起动阶段时依据此时对应的励磁机转子相对于磁场的相对角度值，发电阶段时依据励磁机转子位置对故障信息量进行励磁机转子位置信息获取。通过相邻两个故障信息量极大值的比值，确定励磁机转子绕组的工作状态。最后利用此时对应的位置判断故障所处位置。所提方法适用于多级式起动发电系统全阶段过程中的励磁机转子绕组故障诊断，能够在在线实时判断励磁机转子是否发生一相开路或相间短路故障的基础上判断故障所处位置，该方法实现简单，在静止、起动阶段和发电阶段之间算法不需要进行复杂的切换。
多级起动发电系统阶段励磁机转子绕组故障诊断方法

[发明专利]不依赖电机参数的多级式电机低速段转子位置估算方法-CN202310546121.5在审
发明人：张小科;刘卫国;焦宁飞;毛帅;高昕;孟涛;涂文聪 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种不依赖电机参数的多级式电机低速段转子位置估算方法及应用，在电机未转动状态下得到锁相环的输出值θ6e，以及电机低速旋转状态下得到锁相环实时动态输出值θ′6e，根据得到电机未转动状态下的励磁机转子初始位置θe0，电机低速旋转状态下的励磁机转子位置θ′e，得到励磁机转子位置增量Δθe；以励磁机转子位置电角度增量值Δθe除以励磁机极对数，得到励磁机转子位置机械角度增量值，然后再乘以主电机的极对数，得到主电机转子位置电角度增量值Δθe1，最后再加上主电机转子位置电角度初始值，得到主电机转子位置。本发明避免了对励磁机参数的依赖，对同类其他型号电机，无需对励磁机参数进行测量，因而普遍适用性和易维护性更好，节省大量人工。
不依赖电机参数多级低速转子位置估算方法

[发明专利]基于励磁信号方波调制的多级式电机初始位置估算方法-CN202211657546.5在审
发明人：张小科;焦宁飞;姚普;刘卫国 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于励磁信号方波调制的多级式电机初始位置估算方法，励磁电压作为载波信号施加在励磁机定子绕组，通过在主电机定子绕组上感应出三相低频分量，变换到d轴电流，d轴电流方差将随着位置角度而改变，并在对应的实际d轴角度时达到最大值，得到不含磁极极性的转子初始位置θ0_est1，将θ0_est1用于励磁断电前和断电后三相感应电流到d轴电流的变换，并根据断电前后两次d轴变换电流的大小对θ0_est1进行极性辨识。方法不涉及其他复杂的滤波、锁相环等处理，因而对处理器性能要求低，同时，不需要对磁极进行二次辨识，采用低频感应信号作为转子初始位置估算的数据来源，阻尼绕组、励磁机绕组和主电机励磁绕组对低频感应信号的衰减小，因而具有较高的信噪比。
基于信号方波调制多级电机初始位置估算方法

[发明专利]基于励磁机的多级式电机低速段转子位置估算方法-CN202310416658.X在审
发明人：张小科;刘卫国;焦宁飞;毛帅;涂文聪;孟涛 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于励磁机的多级式电机低速段转子位置估算方法。在电机未转动和转动状态下，首先根据励磁机定子电压电流信号对励磁机转子d轴电流进行计算，并对计算的励磁机转子d轴电流进行定点储存后，采用加减运算等简单的计算和锁相环处理技术等，即可实现励磁机转子位置的估算，进一步通过励磁机极对数、主电机极对数和主电机初始位置，获得主电机实时转子位置。本发明方法不依赖于电机凸极性、无需高频信号注入，无需滤波器且不受主电机运行状态影响，具有更高的转子位置估算精度和稳定度。
基于励磁机多级电机低速转子位置估算方法

[发明专利]基于励磁系统的多级式电机低速段转子位置估算方法-CN202310267403.1在审
发明人：张小科;刘卫国;焦宁飞;毛帅;周野 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-19 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于励磁系统的多级式电机低速段转子位置估算方法，应用于多级式无刷同步电机，所述多级式无刷同步电机包括同轴安装的主电机和两相励磁机，所述多级式无刷同步电机转子位置是指多级式无刷同步电机中主电机的转子位置。在电机原始未转动状态和低速旋转状态下分别实施步骤1～步骤5，得到励磁机转子位置θe和励磁机转子初始位置θe0，计算励磁机转子位置增量，根据励磁机转子位置增量和主电机转子初始位置确定主电机转子位置，即为多级式无刷同步电机的转子位置。本发明对信号进行提取时，以简单的三角函数运算和低通滤波器取代信号注入‑解调‑提取过程中采用复杂的数学运算，本发明对处理器性能要求较低，目前常见处理器均能满足要求。
基于系统多级电机低速转子位置估算方法

[发明专利]航空三级式起动/发电系统起动控制器复用结构及方法-CN202210218579.3有效
发明人：张小科;刘卫国;焦宁飞;韩旭;马崇钊;刘皓东 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-03-03 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： H02P6/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种航空三级式起动/发电系统起动控制器复用结构及方法。包括主电机、励磁机、永磁副励磁机、旋转整流器、发电控制单元、起动控制单元和切换单元，其中，切换单元包括四组起动发电切换开关、直流负载模块和交流负载模块，用来实现系统在起动、发电状态下功率传输回路及其复用功能的切换。通过控制切换开关，利用发电状态下处于空闲状态的起动控制单元，使其内部的三相可控桥处于可控或不控整流状态并提供母线电压，励磁功率电路以此母线电压为电能来源，为相应功率等级的直流负载模块和交流负载模块提供直流电或交流电，实现起动/发电系统起动控制单元复用。
航空三级起动发电系统控制器结构方法

[发明专利]多级式起动发电系统全阶段旋转整流器故障在线诊断方法-CN202310060559.2在审
发明人：李欣昱;刘卫国;焦宁飞;孙承浩;毛帅;李子洁 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明一种多级式起动发电系统全阶段旋转整流器故障在线诊断方法，属于电机故障诊断技术领域；测量励磁机定子侧电流，通过测量结果计算定子侧电流平方和，同时得到励磁机转子位置θr与励磁机转子相对于磁场的相对角度θw；根据励磁机定子电流平方和在每一采样范围内的最小值判断旋转整流器是否发生故障；当判断出旋转整流器发生故障且确定故障类型后，对故障二极管进行定位，即确定故障二极管的位置或者编号。所提方法适用于多级式起动发电系统全阶段过程中的旋转整流器故障诊断，能够在在线实时判断旋转整流器是否发生故障的基础上判断故障类型以及故障二极管的位置，该方法实现简单，在起动阶段与发电阶段之间算法不需要进行复杂的切换。
多级起动发电系统阶段旋转整流器故障在线诊断方法

[发明专利]基于励磁机谐波的多级式电机低速段转子位置估算方法-CN202211390402.8在审
发明人： 焦宁飞;张小科;刘卫国;梁培鑫;毛帅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于励磁机谐波的多级式电机低速段转子位置估算方法，两相励磁机定子绕组上施加两相对称电压，采集励磁机的定子两相电流；将两相励磁机定子电流依次进行坐标变换和低通滤波，得到励磁机转子位置相关的cos信号和sin信号，并经过锁相环处理得到励磁机转子位置；根据得到的励磁机转子位置和励磁机转子初始位置得到励磁机转子位置增量，最后结合主电机转子初始位置得到主电机转子位置估算值。本发明所提方法无需高频信号注入，不受主电机凸极性变化影响，估算精度较高，且信号提取及位置估算方法简单，对处理器性能要求较低。
基于励磁机谐波多级电机低速转子位置估算方法

[发明专利]基于低频旋转信号注入的多级式电机初始位置估算方法-CN202211387496.3在审
发明人：张小科;毛帅;刘卫国;焦宁飞;姚普 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于低频旋转信号注入的多级式电机初始位置估算方法，通过在主电机定子绕组分别注入正向和反向旋转的低频电压信号，并实时采集两相励磁机定子绕组电流，对主电机励磁电流进行估算并保存一个周期内间隔1/4周期四个点的估算值，进而提取出包含主电机转子位置信息的正余弦信号，将正向和反向注入所得的正余弦信号分别通过反正切并根据正余弦信号的正负值关系进行补偿后，两次估算值相加求平均，可唯一估算出主电机转子初始位置。本发明所提方法不受主电机凸极性和励磁机转子初始位置影响，估算精度较高，且信号提取及位置估算方法简单，对处理器性能要求较低。
基于低频旋转信号注入多级电机初始位置估算方法

[发明专利]基于低频方波信号注入的多级式电机初始位置估算方法-CN202211395623.4在审
发明人：张小科;焦宁飞;韩旭;刘卫国;毛帅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于低频方波信号注入的多级式电机初始位置估算方法，通过在主电机定子绕组等效α轴、‑α轴、β轴和‑β轴四个方向依次施加方波电压低频电压信号，并实时采集两相励磁机定子绕组电流，在一个低频电压周期内上述四个方向上的方波电压注入结束时刻，顺序采集并保存估算的主电机励磁电流，进而提取出包含主电机转子位置信息的正余弦信号，将所得的正余弦信号通过反正切并根据正余弦信号的正负值关系进行补偿后，即可唯一估算出主电机转子初始位置。本发明所提方法不受主电机凸极性和励磁机转子初始位置影响，估算精度较高，且信号提取及位置估算方法简单，对处理器性能要求较低。
基于低频方波信号注入多级电机初始位置估算方法

[发明专利]航空三级式起动发电系统励磁控制器对转子位置估算方法-CN202110757494.8有效
发明人： 焦宁飞;刘卫国;张小科;梁培鑫 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种本发明提出的一种航空三级式起动发电系统励磁控制器及转子位置估算方法，以新的励磁控制器拓扑取代原有的拓扑结构。由共直流母线的三相全桥可控电路和H桥可控电路组成，其中三相全桥可控电路与具有高凸极特性的永磁副励磁机定子三相绕组连接，H桥可控电路与励磁机定子励磁绕组连接。系统起动阶段，永磁副励磁机采用不含转速环仅含电流环的矢量控制策略，采用已有旋转高频注入或脉振高频注入的方法在线估算永磁副励磁机的转子位置，在加上副励磁机和主电机转子位置的差值获取主电机的转子位置。本发明稳定性高、所估算出的转子位置精度高，具有励磁调节方便可控的特点。
航空三级起动发电系统控制器转子位置估算方法

[发明专利]一种多级式电机低速段转子位置估算方法-CN202211387439.5在审
发明人：张小科;焦宁飞;毛帅;刘卫国;周野 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种多级式电机低速段转子位置估算方法，是一种基于低频旋转信号注入的多级式电机低速段转子位置实时估算方法。通过在主电机定子绕组注入正向旋转的低频电压信号，并实时采集两相励磁机定子绕组电流，对主电机励磁电流进行实时估算，并将估算的励磁电流通过带通滤波器后，与正向旋转的低频电压信号分别经过单相锁相环，两个锁相环输出差值的增量，即为主电机转子位置增量。本发明所提方法不受主电机凸极性和励磁机转子位置影响，估算精度较高，且信号提取及位置估算方法简单，对处理器性能要求较低。
一种多级电机低速转子位置估算方法

[发明专利]一种电励磁同步电机转子初始位置快速估算方法-CN202210979700.4在审
发明人：张小科;焦宁飞;刘卫国;涂文聪;刘皓东;马崇钊 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-08-16 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种电励磁同步电机转子初始位置快速估算方法，通过在电励磁电机转子励磁绕组反并联二极管，运行前不加励磁电流，在α/β两相或abc三相静止坐标系下，向定子绕组注入一周方波电压信号，并在每个方波电压信号注入结束时采集定子绕组电流，将其变换到与注入方波电压信号相同方向后存入数组，并根据数组对应电流最大或最小值进行转子d轴负向或正向所在位置进行估算。该方法简单可靠，可以有效减小数据运算量，估算精度较高，且根据响应电流幅值可以直接完成转子初始位置估算，不需要对转子磁极进行二次辨识。
一种电励磁同步电机转子初始位置快速估算方法

[发明专利]航空两级式高压直流起动发电系统的拓扑结构及控制方法-CN202110491739.7有效
发明人： 焦宁飞;刘卫国;李子洁;姚普;梁培鑫 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： H02P9/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种航空两级式高压直流起动发电系统的拓扑结构及控制方法，励磁机和主电机同轴安装，旋转整流器输入接励磁机转子绕组、输出接主电机转子绕组；励磁机控制功率电路输出接励磁机定子绕组，主电机控制功率电路输出接主电机定子绕组；切换开关输入侧KG接起动/发电控制器直流母线，输出侧有G1和G2两个触点，G1触点与机载电力系统汇流条相连接，G2触点与外部供电电源相连接。直接减掉了副励磁机、发电控制单元、发电整流电路，提升了功率密度；缩短了电机本体轴向长度，减小了系统复杂度，增加的主电机输出可控整流通道具有稳压功能和高动态响应特性，使得系统发电稳压控制多了一个控制余度，可提升系统发电动态响应。
航空两级高压直流起动发电系统拓扑结构控制方法

[发明专利]一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法及系统-CN202211085031.2在审
发明人：梁培鑫;焦宁飞;申科;刘卫国;皇甫宜耿 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-09-06 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法及系统，涉及电推进电机温度场计算领域，其中电推进电机绕组的等效导热系数的计算方法包括以下步骤：根据电推进电机中的整个绕组在槽内的排布状态，将绕组划分为多单元圆形结构；建立多单元圆形结构中的绝缘层子域的温度的拉普拉斯方程，及绕组层子域的温度的泊松方程；根据多单元圆形结构中的边界条件，求解各个子域的温升，并求解多单元圆形结构的总温升，将整个绕组等效为圆形发热体，将多单元圆形结构的总温升作为圆形发热体的温升；计算得到整个绕组的等效导热系数。本发明提出的基于解析方法的绕组等效模型，获得绕组温度更精确；所提方法也为其他类型电机的温度求解提供参考。
一种推进电机绕组等效导热系数计算方法系统

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