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[发明专利]一种可变磁通永磁容错电机及设计方法-CN202210296045.2有效
发明人：张丽;沈东;朱孝勇;邓思思;杜怿;全力 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02K1/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种可变磁通永磁容错电机及设计方法，涉及永磁容错电机领域。包括定子、转子和转轴，定子内圈圆周方向均匀分布为电枢齿，电枢齿上绕有电枢绕组，沿转子的圆周方向间隔均匀分布永磁体，永磁体采用V型放置组成永磁体对，V型开口朝向气隙，本发明在相邻永磁体极间均匀分布弧形磁障，确保电机只能极间漏磁，d、q轴之间设置空气磁障，沿转子外圆周方向均匀分布，在改善电机基本性能的同时进一步提高电机驱动系统的容错性能和可靠性，从而满足车用电机多变工况需求。本发明通过巧妙地设计转子磁障和气隙磁障以及采用分数槽集中绕组等方式，解决了传统电机难以兼具结构简单、强容错性能、宽调速和高效率的技术难题。
一种可变永磁容错电机设计方法

[发明专利]基于不等距调制齿的游标永磁电机及其高转矩设计方法-CN202111331013.3有效
发明人：杜怿;陈晗;何卓凡 -专利权人：江苏大学
申请日： 2021-11-11 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02K1/16 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于不等距调制齿的游标永磁电机及其高转矩设计方法，该电机的转子包括铁心和永磁体，永磁体采用表贴式的安装方式，以产生永磁励磁磁场；定子包括定子铁心和电枢绕组，定子铁心由定子轭、定子槽、定子齿和不等距调制齿构成，通过不等距调制齿对永磁励磁磁场的调制作用，产生出额外特定次数的谐波，产生额外的转矩输出。定子槽内安装有电枢绕组，用以产生电枢反应磁场，以和经过不等距调制齿调制后的永磁气隙磁场耦合产生转矩。
基于等距调制游标永磁电机及其转矩设计方法

[发明专利]一种无电解电容驱动系统高电压储能有源功率解耦电路-CN202310314775.5在审
发明人：张超;祝文超;徐磊;朱孝勇;杜怿;秦媛媛 -专利权人：江苏大学
申请日： 2023-03-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： H02J1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种无电解电容驱动系统高电压储能有源功率解耦电路，整流电路单元输入端与电网相连，整流电路输出端的正极与PFC单元输入端正极相连，整流电路输出端的负极与PFC单元输入端的负极相连；PFC单元输出端正极与有源功率解耦电路的输入端正极相连，PFC单元输出端负极与有源功率解耦电路输入端负极相连；有源功率解耦电路输出端的正极与直流母线的正极相连，有源功率解耦电路的输出端的负极与直流母线的负极相连；电机三相逆变器输入端的正极与直流母线的正极相连，三相逆变器的输出端与永磁同步电机PMSM三相绕组连接。本发明实现了电网电能质量控制和直流母线电压脉动抑制控制相互独立，降低控制器设计难度。
一种电解电容驱动系统电压有源功率电路

[发明专利]隐极式混合励磁电机铜耗最小控制系统及方法-CN202110244792.7有效
发明人：杜怿;康柯柯;肖凤;朱孝勇;全力;张超;徐磊;张丽 -专利权人：江苏大学
申请日： 2021-03-05 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： H02P21/20 文献下载
摘要：本发明公开电机控制领域中的一种隐极式混合励磁电机铜耗最小的控制系统及方法，反馈转速作为转矩观测模块的第一个输入，给定转速作为转矩观测模块的第二个输入，转矩观测模块输出的是转矩给定值Teg，转矩给定值Teg作为铜耗最小电流分配模块的输入，经处理后输出q轴电流给定值iqg与励磁电流给定值ifg；采用自抗扰控制思想设计的转矩观测模块，不依赖于具体电机参数模型，仅根据给定转速与反馈转速的误差即可估计出所需电磁转矩，以铜耗最小为目标，以给定转矩为等式约束条件，采用序列二次规划算法分配问题进行求最优解，避免传统牛顿‑拉格朗日求极值问题可能出现迭代过程中数值不稳定情况，实现电机铜耗最小电流分配的目的。
隐极式混合磁电机最小控制系统方法

[发明专利]一种用于永磁同步电机的无电解电容功率变换器及其控制方法-CN202210756837.3在审
发明人：张超;高荣威;徐磊;朱孝勇;杜怿;秦媛媛 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： H02M5/458 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于永磁同步电机的无电解电容功率变换器及其控制方法。该功率变换器包括：整流电路、功率解耦电路、三相逆变桥，三者依次串联。功率解耦电路包括Boost升压变换器和脉动功率缓冲电路，两个电路输出端的不等值小容量薄膜电容串联构成无电解电容功率变换器的直流母线。Boost变换器用于控制电网电能质量，其输出电容电压含有直流和交流分量。脉动功率缓冲电路通过控制电网脉动功率，实现不等值薄膜电容电压互补，有效抑制直流母线电压脉动。此外，本发明的无电解电容功率变换器提高直流母线电压增益，拓宽了永磁同步电机的转速范围。
一种用于永磁同步电机电解电容功率变换器及其控制方法

[发明专利]一种基于改进型锁相环的永磁同步直线电机无位置传感器-CN202210499459.5在审
发明人：杜怿;姚新元;肖凤;朱孝勇;张超;徐磊;张丽;全力 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开电机控制领域中的一种基于改进型锁相环的永磁同步直线电机无位置传感器，电流iα,iβ和电压uα,uβ作为滑模观测器的输入量，滑模观测器输出扩展反电势估计值作为改进型锁相环的输入量，改进型锁相环根据和反馈的电角度估计值得到差值△e并输入二阶陷波器，二阶陷波器将△e中频率为的谐波分量消除，ωe为实际角速度，为角速度估计值，得到实际电角度与电角度估计值的差值经PI调节后坍塌计算出电角度估计值和线速度估计值通过滑模观测器结合改进型锁相环估算出电机动子的准确位置与速度信息，抑制和消除交流分量，提高观测精度和系统稳定性。
一种基于改进型锁相环永磁同步直线电机位置传感器

[发明专利]一种高转矩密度高效率电机-CN202210507266.X在审
发明人：张凯;全力;朱孝勇;杜怿;蒋敏;周雪 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-05-11 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： H02K1/276 文献下载
摘要：本发明公开了一种高转矩密度高效率电机，属于电机本体设计领域，包括转子、定子，转子上包含有转子铁芯和永磁体，其中每两个永磁体为一组，每组两个永磁体设计为开口朝向气隙的“V”型，为了约束永磁磁路，提高永磁体利用率，在永磁体两端分别设置了四边形磁障与不规则磁障；其中四边形磁障沿每组永磁体对称轴放置在“V”型永磁体的尖角处，两个四边形磁障的直角边相对放置，直角靠近气隙侧。其主要目的是降低永磁体极内自漏磁。同时，不规则磁障沿相邻两组永磁体对称轴放置在“V”型永磁体的端部，两个不规则磁障靠近气隙的边为与转子内圆同心的圆弧。其主要目的是降低永磁体极间漏磁。实验说明本发明具有高转矩密度和高效率。
一种转矩密度高效率电机

[发明专利]一种基于虚拟绕组的永磁电机气隙磁场谐波分离方法-CN202110479047.0有效
发明人：杜怿;胡锐;朱孝勇;肖凤;张超;徐磊 -专利权人：江苏大学
申请日： 2021-04-30 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： G01R23/16 文献下载
摘要：本发明公开一种基于虚拟绕组的永磁电机气隙磁场谐波分离方法，采用有限元方法仿真计算出一个电周期内的气隙磁密，并对其作傅里叶分解，获得一个电周期内各极对数气隙磁场谐波分量的幅值，在气隙内设置一个虚拟绕组，虚拟绕组的跨距与电机的电枢绕组跨距一致，匝数和初始位置任意，计算出一个电周期内由虚拟绕组匝链不同极对数气隙磁场谐波产生的永磁磁链，对所述的永磁磁链作傅里叶分解，得出由n对极、不同转速气隙磁场谐波导致的不同频率的磁链谐波分量的幅值和相位，最后根据公式分离出气隙中相同极对数不同电速度的气隙磁场谐波，本发明能获得复杂气隙磁密中所有气隙磁场谐波含量，尤其是分离出具有相同极对数和不同转速的谐波分量。
一种基于虚拟绕组永磁电机磁场谐波分离方法

[发明专利]一种基于气隙谐波的永磁游标电机低交流铜耗设计方法-CN202111330945.6在审
发明人：杜怿;陈晗;何卓凡 -专利权人：江苏大学
申请日： 2021-11-11 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： H02K1/278 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于气隙谐波的永磁游标电机低交流铜耗设计方法，永磁游标电机采用分段式内转子结构，包括Nr块转子铁心和2PPM块永磁体，相邻两块转子铁心之间设有一道磁障且永磁体表贴在转子铁心表面，本发明从谐波角度对电机的交流铜耗进行了分析，并通过转子铁心分段式设计减小了电机电枢磁场内非工作谐波含量，进而降低交流铜耗，使电机能够高效率运行。永磁游标电机基于磁齿轮原理运行，降低电机各部分损耗，可提高电机输出性能。本发明对电机交流铜耗的分析及转子分段式设计也可应用于其他永磁游标电机。
一种基于谐波永磁游标电机交流设计方法

[发明专利]一种基于磁性齿轮的动力耦合复合电机及其控制方法-CN201910412643.X有效
发明人：全力;张凯;杜怿;朱孝勇;浦尉玲 -专利权人：江苏大学
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： H02K7/116 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁性齿轮的动力耦合复合电机及其控制方法，该复合电机从一侧到另一侧依次包括电机I、磁性齿轮I、磁性齿轮II和电机II，电机I的输出轴与磁性齿轮I的内转子相连，电机II的输出轴与磁性齿轮II的内转子相连；磁性齿轮I的外转子锁死，磁性齿轮I中间转子与PTO输出轴相连的同时，通过离合器I与磁性齿轮II的外转子连接；磁性齿轮II的外转子可通过离合器II锁死，且其中间转子与牵引输出轴相连。本发明的双电机既能够相互耦合实现助力工作，也能够单独完成各自的工作，克服传统双电机驱动系统中每个电机只能够完成各自的驱动任务，增加系统可靠性。
一种基于磁性齿轮动力耦合复合电机及其控制方法

[发明专利]一种多运行模式的变绕组裂齿式永磁同步游标电机-CN202011160872.6有效
发明人：杜怿;何卓凡;肖凤;朱孝勇;毛怡;全力 -专利权人：江苏大学
申请日： 2020-10-27 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： H02K21/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种多运行模式的变绕组裂齿式永磁同步游标电机，属于电机领域。本发明电机的永磁体可采用表贴、内置或内嵌等多种安装方式，以产生电机运行所需的永磁励磁磁场；定子铁心采用裂齿式结构，且相邻两个定子齿上的分裂小齿个数不同，进而构成非均匀调制齿结构，基于非均匀调制齿对永磁磁场的调制作用，产生具有不同极对数的励磁磁场谐波；定子槽内设有电枢绕组，且每相电枢绕组端部采用开关元器件连接；当电枢绕组中通入对称交流电时，可基于不同的开关连接状态产生不同的极对数电枢反应磁场，进而与非均匀调制齿调制产生的不同极对数永磁励磁磁场谐波的有效耦合，由此实现电机的多模式运行。
一种运行模式绕组裂齿式永磁同步游标电机

[发明专利]基于分数槽集中绕组永磁电机的双绕组低谐波设计方法-CN202011115793.3有效
发明人：杜怿;徐晨;朱孝勇;全力;肖凤 -专利权人：江苏大学
申请日： 2020-10-19 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： H02K21/22 文献下载
摘要：本发明公开电机领域中的一种基于分数槽集中绕组永磁电机的双绕组低谐波设计方法，先给原电枢绕组中通入三相电流，得到单相电枢反应磁场基波极对数p1以及p1对极非工作谐波的幅值A1，在定子铁心轭部上开设位于Ns2个内槽，内槽数Ns2与p1之比为整数，在内槽内绕制极对数为p1的副绕组，确定槽距角α＝360×p1/Ns2和副绕组绕制方式，再在副绕组中通入三相电流，得到p1对极幅值B1，且A1＝B1，最后确定内槽的半槽径向截面积；本发明通过增加一套副绕组抵消原分数槽集中绕组永磁电机中电枢反应磁场气隙磁密中非工作谐波含量，具有不需要改变原电枢绕组部分的定子齿数和绕组结构的特点，有效提高电机内部空间利用，可增加转矩，提高电机效率。
基于分数集中绕组永磁电机谐波设计方法

[发明专利]小电容功率变换器及其电网侧电能质量控制工作方法及母线电压抑制控制方法-CN202110393013.X在审
发明人：张超;徐磊;朱孝勇;杜怿;张丽 -专利权人：江苏大学
申请日： 2021-04-13 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： H02M5/458 文献下载
摘要：本发明公开了小电容功率变换器及其电网侧电能质量控制工作方法及母线电压抑制控制方法。该功率解耦电路串联在传统二极管整流器和驱动系统直流母线之间，在电网、直流母线间构建两条能量传输通道，显著提高电网脉动功率处理的灵活性。基于虚拟母线电压概念构建上述有源功率解耦电路的控制器，根据驱动系统工况快速、准确控制解耦电容瞬时电压变化，显著降低各工况下母线电压脉动，实现稳态、动态工况下电机驱动系统高性能运行。基于小电容有源功率解耦电路的驱动系统电网电能质量控制和直流母线电压脉动抑制相互解耦，有效降低系统控制器的复杂程度，在实现电机高性能运行的同时，满足电网电能质量相关谐波标准。
电容功率变换器及其电网电能质量控制工作方法母线电压抑制

[发明专利]永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器及控制方法-CN201810706277.4有效
发明人：张超;胡鑫;段璐瑶;朱孝勇;全力;杜怿 -专利权人：江苏大学
申请日： 2018-07-02 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： H02P25/022 文献下载
摘要：本发明公开一种永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器及控制方法，单相整流电路输出正极与第一二极管的阳极连接、输出负极与第一薄膜电容负极、第二开关管发射极、第二薄膜电容负极、三相逆变电路输入负极连接，第一开关管发射极与电感一端、第一二极管阴极连接。第一开关管集电极与第一薄膜电容正极、第二二极管阴极连接，第二开关管集电极与电感L另一端连接，同时与第二二极管和第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极与第三开关管的集电极连接，第三开关管的发射极和第二薄膜电容正极连接，同时与三相逆变电路的输入正极连接，能有效改善现有无电解电容电机驱动系统直流母线电压波动严重、电机静动态性能差的问题。
永磁同步电机驱动系统电解电容功率变换器控制方法

[发明专利]一种具有Halbach永磁阵列的双定子混合励磁电机-CN201811578977.6有效
发明人：杜怿;卢伟;肖凤;朱孝勇;全力;张超;左月飞;项子旋 -专利权人：江苏大学
申请日： 2018-12-24 - 公布日： 2020-08-28 - 主分类号： H02K16/04 文献下载
摘要：本发明公开一种具有Halbach永磁阵列的双定子混合励磁电机，中间转子同轴心地装在外定子和内定子中间，内定子由1个内定子轭、12个内定子齿、12个圆弧形的Halbach永磁阵列模块、12个内定子槽和12个非导磁圆弧形的支架组成，相邻两个内定子齿之间连接支架，内定子齿沿直径方向上由内而外分别是电励磁磁极、磁通道和混合磁场磁极，两个支架之间留有距离的内定子齿部分是磁通道，电励磁磁极上套有集中式励磁绕组，每个支架外壁上固定设置一个Halbach永磁阵列模块，Halbach永磁阵列模块镶嵌在两个混合磁场磁极之间；采用Halbach阵列结构排布，充分利用其单侧磁场屏蔽性和单侧增磁性，有效减少永磁体在内定子处漏磁分量，增加永磁体利用率，提高转矩输出能力。
一种具有 halbach 永磁阵列定子混合磁电机

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