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[发明专利]永磁同步电机的容错预测定子磁链控制方法及系统-CN201810030764.3有效
发明人： 黄守道;吴公平;罗德荣 -专利权人：湖南大学
申请日： 2018-01-12 - 公布日： 2019-07-26 - 主分类号： H02P21/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机的容错预测定子磁链控制方法及系统，方法采用双闭环控制且设计了定子磁链滑模观测器、容错预测转速控制器以及容错预测定子磁链控制器，双闭环的外环为容错预测转速控制器、内环为容错预测定子磁链控制器，定子磁链滑模观测器用于观测出负载转矩、外部扰动、定子磁链、转子位置估计偏差角及永磁体失磁率；容错预测转速控制器用于计算出q轴定子磁链指令值；容错预测定子磁链控制器用于计算出d、q轴指令电压，进而实现对永磁同步电机的控制。本发明不仅可以有效地消除永磁体失磁及转子位置估计不准时产生的电流偏差，而且还可有效抑制转矩的脉动。
定子磁链预测永磁同步电机转速控制器控制器转子位置估计滑模观测器永磁体失磁双闭环控制电流偏差负载转矩外部扰动有效抑制指令电压偏差角双闭环有效地脉动内环转矩观测指令

[发明专利]一种大型直驱风电机组的心轴强度优化设计方法-CN201710875710.2有效
发明人： 黄守道;李慧敏;高剑;王云强;罗德荣 -专利权人：湖南大学
申请日： 2017-09-25 - 公布日： 2019-07-26 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种大型直驱风电机组的心轴强度优化设计方法，实施步骤包括：对风电机组的锥形心轴建立心轴三维实体模型，将心轴三维实体模型导入有限元分析软件中进行网格划分及材料属性定义，建立心轴有限元分析模型，针对心轴有限元分析模型进行承受载荷计算极限载荷情况下的锥形心轴强度，通过改变锥形心轴的结构参数，得到不同正交数据下的锥形心轴应力测试数据，以锥形心轴强度作为约束条件、锥形心轴的结构参数作为优化变量，针对锥形心轴应力测试数据采用遗传算法对目标函数C进行寻优获取最优的结构参数。本发明能够在达到相同极限应力承载能力的情况下实现风电机心轴结构最优，使得风电机心轴重量得到了优化，节约了风电机组成本。
一种大型直驱风电机组心轴强度优化设计方法

[发明专利]用于无线电能传输的金属异物检测装置、方法及传输系统-CN201710224047.X有效
发明人：陈新;黄守道 -专利权人：湖南大学;湖南人文科技学院
申请日： 2017-04-07 - 公布日： 2019-06-28 - 主分类号： H02J50/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于无线电能传输的金属异物检测装置、方法及传输系统，包括在发送线圈的外周布置多个信号采集线圈，多个信号采集线圈沿发送线圈的径向成对布置于发送线圈之外，且成对布置的两个信号采集线圈的旋转方向相反，多个信号采集线圈均连接至信号处理单元，根据成对布置的两个信号采集线圈的电动势信号判定无线电能传输是否存在金属异物，本发明避免了传统的位于发送线圈和接收线圈之间的金属检测线圈影响系统无线传能效率的问题，此外，亦避免了由于金属涡流效应引起金属检测线圈温度过高、进而造成安全隐患的风险，其在保证无线电能传输效率的前提下又有力地提升了系统安全性。
用于无线电能传输金属异物检测装置方法系统

[发明专利]一种基于内置式永磁同步电机的全速度范围位置检测方法-CN201611247212.5有效
发明人： 黄守道;高剑;李良涛;罗德荣;荣飞 -专利权人：湖南大学
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2019-06-25 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明提供一种基于内置式永磁同步电机的全速度范围位置检测方法，包括：将给定转速n^*与反馈的预测转速比较，通过PI速度调节器得到q轴给定电流i^*_q；将dq轴给定电流i^*_q和i^*_d分别与dq轴反馈电流i_dq比较，通过PI电流调节器得到dq轴电压v_dq；经park逆变换得到两相静止电压v_αβ，再输入到空间矢量脉宽调制SVPWM中控制逆变器的开关通断，以控制内置式永磁同步电机。本申请提出的基于内置式永磁同步电机的全速度范围位置检测方法，把适用于中高速范围检测的模型参考自适应方法与适用于低速以及零速范围检测的最小电压注入法相结合，可实现全速度范围的无速度传感器的系统控制。
一种基于内置永磁同步电机速度范围位置检测方法

[发明专利]一种采用高频链矩阵变换器的V2G充电器及其控制方法-CN201710329700.9有效
发明人：王辉;孙梅迪;黄守道;李幸;罗德荣;何哲文 -专利权人：湖南大学
申请日： 2017-05-11 - 公布日： 2019-06-11 - 主分类号： H02J7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种采用高频链矩阵变换器的V2G充电器及其控制方法，V2G充电器包含网侧滤波器、高频链矩阵变换器、单相桥式全控整流器以及电池侧滤波器，所述高频链矩阵变换器包括三相‑单相AC/AC矩阵变换器和高频变压器T，所述网侧滤波器、三相‑单相AC/AC矩阵变换器、高频变压器T、单相桥式全控整流器、电池侧滤波器依次相连；V2G充电器控制方法包括充电和馈电的步骤，充电和馈电均采用外环切换控制生成外环控制量，将外环控制量进行内环解耦控制得到脉冲信号，并将脉冲信号控制高频链矩阵变换器实现充电或馈电。本发明具有结构简化、转换效率高、体积重量小、充馈电控制稳定、电池保护好的优点。
一种采用高频矩阵变换器 v2g 充电器及其控制方法

[发明专利]双PWM永磁电力驱动系统转矩前馈控制方法及其控制装置-CN201611256143.4有效
发明人：张文娟;高剑;黄守道;李雪萍;荣飞;罗德荣 -专利权人：湖南大学
申请日： 2016-12-30 - 公布日： 2019-05-24 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种双PWM永磁电力驱动系统转矩前馈控制方法，即将电动机的负载转矩转化为发电机输出转矩对应的给定转矩电流，以达到迅速改变调整发电机的输出功率，从而缩短了电动机负载转矩响应时间，避免了传统双PWM永磁电力驱动系统中，在电动机负载转矩发生变化时，需等待直流母线电压变化才能给出相应调整信息以调整发电机的输出功率，其转矩响应时间过长的问题。本发明还提供了一种双PWM永磁电力驱动系统转矩前馈控制装置，其仅需要在现有系统中的电动机与发电机控制器中间增设一个转矩观测器和该转矩观测器连接的转矩电流转换器，便可实现转矩前馈的目的，其结构简单、系统维护方便且响应速度快，便于使用和推广。
转矩电力驱动系统永磁电动机负载转矩转矩观测器前馈控制输出功率电动机发电机响应转换器发电机控制器前馈控制装置直流母线电压发电机输出调整信息负载转矩给定转矩控制装置系统维护现有系统转矩电流前馈增设转化

[发明专利]计算IGBT模块瞬态结温的方法和系统-CN201710376206.8有效
发明人：刘平;张星;罗惠丹;黄守道;姜燕;苏杭;赵阳 -专利权人：湖南大学
申请日： 2017-05-24 - 公布日： 2019-05-17 - 主分类号： G01K7/22 文献下载
摘要：本发明提供计算IGBT模块瞬态结温的方法和系统，包括：获取电路状态信息、损耗参数和内置热敏电阻压降信息；根据电路状态信息和损耗参数计算功率模块损耗，并根据模块内置热敏电阻压降信息计算基板温度；根据模块内部芯片与内置热敏电阻提供的温度信息作为参考温度，同时考虑功率模块内部芯片之间的热耦合，建立更简化的IGBT模块热阻网络模型，并根据功率模块损耗和热阻网络模型计算结温温升；根据基板温度和结温温升计算瞬态结温，实现IGBT瞬时工作结温的在线获取。本发明充分利用功率模块内部已有的热敏电阻资源，建立基于功率模块电热耦合模型的结温测量系统，实现为变流器系统的安全运行和健康管理提供精确的功率器件结温信息。
计算 igbt 模块瞬态方法系统

[发明专利]内置式永磁同步电机电流控制方法-CN201510739379.2有效
发明人：高剑;宋广兴;黄守道 -专利权人：湖南大学
申请日： 2015-11-04 - 公布日： 2019-05-14 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明一种内置式永磁同步电机电流控制方法，即电机输出给定转矩条件下，控制电机中铜耗和铁耗的损耗量最小化的一种控制方法。根据电机的铜耗和铁耗方程，在满足电磁转矩为给定值的条件极值下计算出电流分量值，以给定转矩的电磁转矩方程为条件，以电机铜耗和铁耗构成的电机损耗方程为目标函数，利用拉格朗日算法求出满足给定转矩情况下损耗最小时的定子电流分量值，并将其作为电流给定值与由电流传感器检测获取的定子电流经坐标变换得到的反馈电流进行比较后分别经过PI调节得出电压分量值，再经坐标变换后作为空间矢量脉宽调制单元的输入产生脉冲触发变频器的开关管，从而实现内置式永磁同步电机的最优控制，以提高电机的运行效率。
内置永磁同步电机电流控制方法

[发明专利]基于温度的MMC换流阀均压控制方法-CN201810011484.8有效
发明人：荣飞;李鸿鑫;李文君;周保荣;饶宏;黄守道 -专利权人：湖南大学;南方电网科学研究院有限责任公司
申请日： 2018-01-05 - 公布日： 2019-04-30 - 主分类号： H02M7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于温度的MMC换流阀均压控制方法，首先计算出前一控制周期内所有子模块的温度和电压，然后将前一控制周期各子模块温度T₁～T_N分别与参考温度T₀比较，在当前时刻改变温度大于T₀的子模块的投切状态；对于其它子模块，引入子模块评价指标，结合前一控制周期该桥臂电流，选择当前时刻需要投入或切除的模块。本发明通过对传统均压控制方法进行优化，控制IGBT模块的温升，提高了器件的使用寿命，从而增强了MMC换流阀的可靠性，从整体上提高了MMC换流阀的工作性能。
子模块换流阀均压控制控制周期工作性能评价指标桥臂电流使用寿命投切温升切除参考引入优化

[发明专利]一种柔性直流输电系统中全桥MMC换流阀冗余度优化方法-CN201710113131.4有效
发明人：荣飞;李文君;饶宏;黄守道;周保荣;龚喜长;罗成伟 -专利权人：湖南大学;南方电网科学研究院有限责任公司
申请日： 2017-02-28 - 公布日： 2019-04-19 - 主分类号： H02J3/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种柔性直流输电系统中全桥MMC换流阀冗余度优化方法。该方法首先计算出全桥MMC换流阀损耗与冗余度的关系式，然后计算出MMC换流阀可靠性与冗余度的关系式，最后以两个关系式为目标，进行多目标优化，得到最优的冗余度值。本发明通过优化计算得出MMC换流阀的最佳冗余度值，可以兼MMC换流阀的损耗和可靠性，从整体上提高MMC换流阀的性能。
一种柔性直流输电系统中全桥 mmc 换流冗余优化方法

[发明专利]一种基于虚拟同步控制的并网逆变器功率分配方法-CN201610915113.3有效
发明人：荣飞;黄韬;龚喜长;黄守道;尹章涛;李文君 -专利权人：湖南大学
申请日： 2016-10-20 - 公布日： 2019-04-09 - 主分类号： H02J3/46 文献下载
摘要：本发明主要针对经典下垂控制策略在电网电压和频率波动较大，逆变器容量不足时，无法有效的改善系统的稳定性问题，提出了一种基于虚拟同步控制的并网逆变器功率分配方法。综合考虑电网的频率失稳和电压失稳，采用了一种等速调节方式，使频率和电压趋向失稳的速度保持一致，既避免发生逆变器有功补偿过大导致电压失稳速度过快的情况，又避免发生无功补偿过大导致频率失稳速度过快的情况，延长电网失稳的相对时长。与经典的控制方法相比，本发明所提出的控制方法可以有效的改善电网的稳定性，有利于电网的安全稳定运行。
一种基于虚拟同步控制并网逆变器功率分配方法

[发明专利]一种柔性直流输电系统电压等级优化设计方法-CN201710113132.9有效
发明人：荣飞;王亚洲;饶宏;黄守道;周保荣;付雪婷 -专利权人：湖南大学;南方电网科学研究院有限责任公司
申请日： 2017-02-28 - 公布日： 2019-04-09 - 主分类号： H02J3/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种柔性直流输电系统电压等级优化设计方法，首先将决定MMC换流阀通态损耗和开关损耗的桥臂电流转化为只含电压等级变量U_dc的表达式；其次根据桥臂电流得出通态损耗的瞬时表达式，再结合桥臂电流的投切动作顺序，对通态损耗的瞬时表达式进行分段积分，得出通态损耗计算公式；然后将所有模块的开关损耗在一个工频周期内进行求和，得出开关损耗表达式；最后对总损耗求导，得出损耗最低时的输电电压，该电压即为优化设计后的电压等级。本发明确定了损耗最低时的电压等级，可以减少系统损耗，为电网电压等级的确定提供参考标准。
一种柔性直流输电系统电压等级优化设计方法

[发明专利]一种轴向锥形磁齿轮-CN201910014176.5在审
发明人：刘晓;周一览;黄守道 -专利权人：湖南大学
申请日： 2019-01-07 - 公布日： 2019-04-05 - 主分类号： H02K49/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种轴向锥形磁齿轮，包括第一转子、第二转子和一静止设置在所述第一转子的第一端和所述第二转子的第一端之间的调磁环，所述调磁环将所述第一转子永磁体所产生的磁场调制成一系列的空间谐波磁场，只要所述第二转子永磁铁极对数等于其中一个空间谐波磁场的极对数，所述第一转子与所述第二转子之间就能实现稳定的转矩传递。优点：省略了齿条等部件，通过磁力进行传动，无需润滑，不会磨损，机械的稳定性大大提高；转矩密度高，永磁体的利用率高；能够改变转矩的传动方向。
转子空间谐波磁场磁齿轮第一端调磁环极对数轴向转矩转子永磁体转子永磁铁传动方向转矩传递磁力永磁体省略齿条传动磁场磨损静止

[发明专利]一种直驱永磁水力发电系统-CN201811425689.7在审
发明人： 黄守道;郑剑;吕铭晟;荣飞;罗德荣 -专利权人：湖南大学
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2019-03-26 - 主分类号： F03B13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种直驱永磁水力发电系统，包括一水轮机和一直驱永磁发电机，所述水轮机中的轮转轴与所述直驱永磁发电机中的转子轴直接相连;所述直驱永磁发电机输出的电流通过一变流器和组合变压器送入电网;所述水轮机、直驱永磁发电机通过一水力发电系统控制装置控制运行。本发明具有结构比较简单、占用面积小、便于安装检修的优点，提高料发电厂队发电环境的适应力，并提高能源利用效率，确保系统运行的稳定安全。
直驱永磁发电机水力发电系统水轮机直驱永磁能源利用效率永磁发电机组合变压器便于安装电流通过发电环境控制装置确保系统稳定安全变流器轮转轴转子轴发电厂送入检修占用电网输出

[发明专利]一种多相永磁同步电机驱动系统及其控制方法-CN201610813909.8有效
发明人：罗德荣;贺锐智;黄守道;高剑;荣飞;李孟秋 -专利权人：湖南大学
申请日： 2016-09-09 - 公布日： 2019-03-01 - 主分类号： H02P6/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种多相永磁同步电机驱动系统及其控制方法，驱动系统包括模块化多电平变流器；所述模块化多电平变流器由三相六桥臂组成，每个桥臂由n个子模块和一个滤波电感组成；所述子模块由PWM逆变器、2个IGBT、1个电容组成；2个IGBT串联后与电容、PWM逆变器直流侧相并联；PWM逆变器的交流侧接多相永磁同步电机的一套三相绕组；多相永磁同步电机三相绕组数为6n(n＝1,2,3…)。本发明对三相支路进行了模块化串并联，并分别对多相永磁同步电机的每套三相绕组进行控制，解决了多相电机驱动多维控制的难题，可以实现多相永磁同步电动机低电压、大功率、高可靠性驱动。
一种多相永磁同步电机驱动系统及其控制方法