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[发明专利]一种半密封混合冷却高速永磁电机-CN202211053311.5有效
发明人：黄晓艳;陈卓;李赵凯;俞东;刘昂;马也;张健 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： H02K3/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种半密封混合冷却高速永磁电机，属于电机技术领域。定子铁芯同轴套装在机壳内，定子铁芯和机壳同轴连接、固定在驱动端端盖与非驱动端端盖之间，定子铁芯内侧设置异形定子护套将冷却油液限制在定子侧；驱动端端盖顶部设置进油孔、圆周方向设置环形配流槽，进油孔与环形配流槽贯通，机壳顶部设置出油孔、内部设置轴向流道，定子铁芯底部弧面与支撑骨架之间构成槽底流道，定子绕组与支撑骨架之间槽内流道；机壳外侧设置若干散热翅片。本发明解决了高速永磁电机浸油冷却的粘滞阻力损失问题、去除了轴端动密封，实现高效、充分和均匀的冷却效果，具有冷却效率高、转速上限高、结构紧凑、功率密度高和可靠性高的优点。
一种密封混合冷却高速永磁电机

[发明专利]一种新型的内置式永磁同步电机的转子拓扑结构-CN202210253208.9有效
发明人：黄晓艳;周晨曦;李赵凯;吴敏;陈卓;马也 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H02K1/2706 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型的内置式永磁同步电机的转子拓扑结构。设置至少一处由“一”型内置式永磁体的隔磁磁桥、“V”型内置式永磁体的隔磁磁桥和半圆形状的磁障构成的铁芯结构；转子上开设三条条形槽，其中两条条形槽中各自安装一个永磁体且以V字形布置，形成“V”型内置式永磁体的隔磁磁桥；剩余一个条形槽中各自安装一个永磁体，形成“一”型内置式永磁体的隔磁磁桥；“一”型内置式永磁体的隔磁磁桥的条形槽旁设置多个半圆形状的孔槽，形成磁障。本发明可以改善电机的气隙磁密波形，降低电机负载下的转矩波动，同时增强电机的转子机械强度。
一种新型内置永磁同步电机转子拓扑结构

[发明专利]基于龙伯格-滑模观测器的无位置传感器电机控制方法-CN202211399003.8在审
发明人：黄晓艳;陈子航;李赵凯 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种引入滑模饱和函数反馈项的龙伯格‑滑模观测器无感控制方法。建立龙伯格‑滑模观测器，将第k控制周期的实际输出量和第k控制周期的输入量输入到龙伯格‑滑模观测器中实时处理获得电机转子的估计机械角速度和估计机械角度，进而反馈回控制侧，实现电机的无感无位置控制，保证了永磁同步电机能够在中高速段稳定运行。本发明避免了位置编码器带来的成本以及抗干扰问题，同时也改善了传统龙伯格观测器的参数敏感性问题，增强了状态观测器的鲁棒性。
基于龙伯格观测器位置传感器电机控制方法

[发明专利]一种具有新型保护功能的电机快速停机控制系统和方法-CN202210928077.X在审
发明人：黄晓艳;姜泽;刘子轩;李赵凯;杨赓 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-08-03 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有新型保护功能的电机快速停机控制系统和方法。整流器和三相逆变器间母线经电流校正装置连接到q轴内核控制器，电流校正装置包括母线电压限幅器和安全控制器；安全控制器中，过压保护模块实时接收母线电压限幅器的母线电压真实值和母线预设安全电压间的比较值而输出过压保护值，快速停机模块根据目标速度和电机实际速度间的比较值输出停机电流值，过压保护值对停机电流值限幅后输出控制电流参数，再与实际q轴电流作差输入内核控制器。本发明不仅实现过压安全保护和电机快速安全停机，从源头上消弱了母线电压过大导致的电流变化，实现动态调节，不依赖于母线电容的容量，避免了系统频繁报故障以及提高了用户体验。
一种具有新型保护功能电机快速停机控制系统方法

[发明专利]一种基于霍尔传感器的永磁同步电机位置估计方法-CN202211084963.5在审
发明人：黄晓艳;许晓峰;李赵凯 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-09-06 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于霍尔传感器的永磁同步电机位置估计方法。方法包括：根据永磁同步电机的三相电流值获取反电动势项；根据反馈估计角度和反电动势项使用内积运算方法获取转子转速函数值，通过查表法获取转子转速；将转子转速和反馈转速输入PI控制器，将霍尔平均转速作为前馈输入，输出永磁同步电机转子的电角速度，转化为机械角速度，离散积分获得永磁同步电机转子的位置，最终实现永磁同步电机的位置估计。本发明使用霍尔传感器能够得到高分辨率精度的永磁同步电机的转子转速和位置信息，同时弥补了霍尔传感器更新滞后带来的角度估计误差，将霍尔传感器的霍尔信号作为PI控制器的前馈输入可以消除噪声干扰，改善电机运行的稳态和动态性能。
一种基于霍尔传感器永磁同步电机位置估计方法

[发明专利]基于最少信号检测的PMSM全局全域保护系统和方法-CN202210926842.4在审
发明人：黄晓艳;姜泽;刘子轩;张健;李赵凯 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-08-03 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： H02H7/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于最少信号检测的永磁同步电机全局全域保护系统和方法。包括在三相逆变器处的温度传感器、在整流电路和三相逆变器间母线上的电流传感器和电压传感器；温度传感器采集三相逆变器中IGBT温度触发过温保护；电压传感器采集母线电压触发欠压保护、过压保护、输入缺相保护；电流传感器采集母线电流触发过流保护；结合母线电压与母线电流触发失速保护、堵转保护、电机缺相保护、过载保护、电机本体过温保护。本发明仅采集母线电压、母线电流及IGBT温度这三个传感器信号即实现对永磁同步电机控制系统的全局全域保护，在极大降低制造成本的同时也增强了控制系统的鲁棒性，减少了因传感器失准而造成故障误报停机的可能性。
基于最少信号检测 pmsm 全局全域保护系统方法

[发明专利]一种电工钢铁芯损耗测试方法-CN202210812538.7在审
发明人：黄晓艳;杨辉凡;李赵凯;沈建新;王云冲 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-11 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01R27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种电工钢铁芯损耗测试方法。通过在圆环试样的两边绕激励线圈以及感应线圈，并且在原边将传统的正弦电压激励(原边加正弦电压的情况下当磁通密度接近饱和时电流会发生畸变导致电流波形非正弦)改为在原边加入周期性电流激励测量铁芯损耗，通过电流反馈以及PWM调制来实现正弦以及其他不同波形的电流输出，通过实验获得某一频率下的一系列磁滞回线曲线，通过对BH曲线积分计算得到铁芯损耗值。本发明有益之处在于能够在多种电流波形下测量铁芯损耗值，通过对原有的磁环试样测量铁芯损耗方法中存在激励电流非正弦且波形单一的缺点进行改进，能够更为精准的测量不同工况下的铁芯损耗，适用于电机环境内铁磁材料铁芯损耗的分析计算场合。
一种电工钢铁损耗测试方法

[发明专利]一种基于开关状态函数的永磁电机在线参数辨识方法-CN202210578667.4在审
发明人：黄晓艳;刘昂;俞烨隆;李赵凯 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于开关状态函数的永磁电机在线参数辨识方法。设置微分采样电路，微分采样电路经霍尔传感器和永磁电机的三相线连接；通过霍尔传感器测量永磁电机的三相电流后，输入微分采样电路提取永磁电机的三相电流微分值；根据永磁电机在不同电压矢量作用下的三相电流微分值进行处理获得永磁电机的电感参数和磁链参数。本发明在考虑永磁电机逆变器供电影响下，实现了电机电感和磁链参数的在线辨识，能够实时跟踪电机运行过程中的参数变化。
一种基于开关状态函数永磁电机在线参数辨识方法

[发明专利]一种永磁同步电机局部退磁故障定位方法-CN202210331599.1在审
发明人：黄晓艳;俞烨隆;吴敏;李赵凯;俞东 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机局部退磁故障定位方法。方法步骤为：测量永磁同步电机在额定转速下运行时的反电势并进行频谱分析，得到运行时的分数次故障谐波和对应的相位；选择幅值大于预设幅值阈值的若干分数次故障谐波作为永磁同步电机局部退磁故障的定位谐波，并提取出定位谐波对应的相位作为定位相位；通过定位相位绘制出相位关系结果图，均为同一个退磁位置的故障定位相位；将相位关系结果图进行联合分析，定位永磁同步电机的退磁位置。本发明在无需拆除转子的情况下实现局部退磁故障位置的快速定位，从而帮助维护与维修人员尽快地排除退磁故障。
一种永磁同步电机局部退磁故障定位方法

[发明专利]一种带电磁驻车功能的外转子轮毂电机-CN202110703286.X有效
发明人：黄晓艳;蒋冬冬;李赵凯 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： H02K1/2791 文献下载
摘要：本发明公开了一种带电磁驻车功能的外转子轮毂电机。两端的端盖可旋转地套装在电机轴两端，端盖间通过转子铁芯固接成一体，转子铁芯内壁装永磁体；电机轴中部外套装电磁驻车器铁芯和定子轮辐，定子铁芯和永磁体之间不接触具有气隙；电磁驻车器铁芯内腔设有环形铁芯，环形铁芯将电磁驻车器铁芯内腔分为内环腔和外环腔；外环腔中装电磁驻车器线圈，内环腔中安装有弹性件和轴向滑轨件，电磁驻车器铁芯经弹性件、轴向滑轨件和制动盘弹性活动连接。本发明利用外转子电机内部空间，集成电磁驻车器，具有质量轻便、结构简单、节省空间、高效可靠的优点，且在不额外增加簧下质量和轮毂转动惯量的情况下，结合电控技术，可实现电动、刹车、驻车一体化功能。
一种电磁功能外转轮毂电机

[实用新型]一种双定子单转子盘式同步磁阻电机-CN202123092838.2有效
发明人：黄晓艳;蒋冬冬;李赵凯;张健;俞烨隆;陈卓 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： H02K16/04 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种新型的双定子单转子盘式同步磁阻电机，属于电机技术领域。两侧定子铁芯同轴固定套装在两侧电机端盖上，定子绕组按照同步电机绕组分布规律均匀的绕在定子铁芯的齿上；定子铁芯与转子铁芯中间设有气隙，且转子铁芯侧面沿周向均匀布有多层磁障，上下对称，磁障沿转子铁芯径向穿透整个铁芯圆盘；转子铁芯同轴套装固定在转子轮辐上，转子轮辐同轴固定套装在电机轴上，转子铁芯，转子轮辐和电机轴固接在一起可以一同旋转输出转矩；两侧电机端盖通过轴承分别旋转套装在电机轴的两端。本实用新型充分发挥电机磁阻转矩且省去了稀土永磁材料，同时具有盘式永磁电机结构紧凑、转矩功率密度大、效率高和同步磁阻电机调速范围宽、安全性好、性价比高的优点。
一种定子转子同步磁阻电机

[实用新型]一种基于印刷电路板的单定子双转子盘式电机-CN202123123652.9有效
发明人：黄晓艳;许可;李赵凯;张健;刘昂;马也 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： H02K16/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于印刷电路板的单定子双转子盘式电机，属于盘式电机技术领域。其定转子均无铁芯，定子电路为三相对称盘式电路，转子电路为铜条连接形成的鼠笼型盘式电路，其铜条也通过印制电路板设计得到。一块印制电路板作为定子，两块印制电路板作为转子对称布置在定子的两侧，组成轻量化盘式电机。定子电路通以三相对称的交流电，通过电磁感应带动两侧转子旋转。本实用新型利用印制电路板代替铁芯与铜线，大大降低了电机的转动惯量与重量，实现电机的超高速旋转；相较于传统电机制作，印制电路板制作过程简单，成本低。单定子‑双转子盘式电机因为其转子的对称结构，能够解决轴向上单转子受力不平衡的问题，应用范围广泛。
一种基于印刷电路板定子转子电机

[实用新型]一种基于模块化定子齿轭结构的盘式电机-CN202123125066.8有效
发明人： 李赵凯;谢奕;黄晓艳;陈卓;张健;史婷娜 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： H02K1/12 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于模块化定子齿轭结构的盘式电机，属于盘式电机技术领域。包括安装在电机轴上的电机转子和电机定子，所述的电机定子包括定子壳、定子齿、定子轭和线圈；所述的定子齿是由若干硅钢片沿电机轴径向叠压形成的模块化结构，定子轭是由若干硅钢片沿电机轴轴向叠压形成的模块化结构；所述的定子齿与定子轭沿着圆周方向交错排列安装在圆形的定子壳内；所述的线圈安装在定子齿上。转子采用永磁体直接贴到转子壳的结构。当磁力线轴向进入定子齿时，不会在轴向叠压的定子轭部产生涡流损耗，模块化的定子齿与定子轭具有易于切割、加工高效、结构简单、绕线方便的优点，大大降低了盘式电机的加工难度与成本。
一种基于模块化定子结构电机

[发明专利]基于精确保角映射的永磁游标电机电磁性能分析方法-CN202110096521.1有效
发明人： 李赵凯;黄晓艳;俞东;史婷娜;刘昂 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-01-25 - 公布日： 2022-05-03 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种结合单槽精确保角映射与等效磁路模型的永磁游标电机电磁性能分析方法，所述的设计方法包括以下步骤：通过单槽精确保角映射及相应逆变换求解出永磁游标电机的气隙磁场分布；根据求得的磁场分布，引入等效磁路模型，通过单槽保角映射法与等效磁路模型相互迭代，求解出考虑永磁游标电机饱和与槽漏磁下的磁势分布；通过矢量磁位计算永磁游标电机的空载反电动势，通过麦克斯韦张量理论计算永磁游标电机的电磁转矩。本发明在减少计算时间的同时保证了结果的准确性，计算出考虑饱和效应与槽漏磁的永磁游标电机磁场分布及其电磁性能。
基于精确映射永磁游标电机电磁性能分析方法

[发明专利]基于复矢量解耦及延时补偿的高速电机低载波比控制方法-CN202110735265.6有效
发明人：黄晓艳;刘昂;李赵凯;张健;张宏阳 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-06-30 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于复矢量解耦及延时补偿的高速电机低载波比控制方法。对高速电机的定子三相绕组电流在三相静止坐标系下进行采样，并通过坐标变换得到旋转两相坐标系下电流实际值；由高速电机的转速调节器求取电流给定值，求解电流误差；构造二阶复矢量解耦电流调节器对电流采样延时进行补偿，处理得到给定电压值，再进行位置延时补偿，经过坐标变换得到三相静止坐标系下最终给定电压值，控制电机运行。本发明参数整定方便，解耦因子受电机参数影响较小，电流环鲁棒性更好，能在高速电机控制中解决交直轴电流耦合带来的影响，实现了高速永磁同步电机在低载波比状态下的稳定运行。
基于矢量延时补偿高速电机载波控制方法

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