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[发明专利]一种五相永磁同步电机任意一相开路故障免诊断容错直接转矩控制方法-CN202310916959.9在审
发明人：周华伟;陈铖;刘正蒙;陈前;张多 -专利权人：江苏大学
申请日： 2023-07-25 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： H02P29/028 文献下载
摘要：本发明公开一种五相永磁同步电机任意一相开路故障免诊断容错直接转矩控制方法，该方法首先在五相PMSM正常情况下以抑制三次谐波电流为零的原则构建虚拟电压矢量。然后，分析五相永磁电机任意一相开路故障下PMSM接收到的基电压矢量和虚拟电压矢量与电压源逆变器馈送的基电压矢量和虚拟电压矢量的区别。最后，根据任意一相开路故障状态下的虚拟电压矢量在基波空间重新划分定子磁链扇区，并制作基于虚拟电压矢量的容错开关表，实现电机在正常情况下和任意一相开路故障后无需故障诊断即可使用同一套开关表的容错直接转矩控制。采用本发明不但可以有效避免开路故障下的故障相的诊断和故障前后控制系统的重构，能有效抑制故障导致的转矩脉动。
一种永磁同步电机任意开路故障诊断容错直接转矩控制方法

[发明专利]一种五相永磁电机的匝间短路故障诊断方法-CN202310855451.2在审
发明人：陈前;戴显阳;宋向金;徐高红;刘正蒙 -专利权人：江苏大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种五相永磁电机的匝间短路故障诊断方法，属于多相电机匝间故障诊断领域。首先，为了从获取的信号中获得足够的故障特征，使用多尺度卷积模块采集故障特征。其次，由于神经网络超参数直接关系到神经网络模型的性能，为了寻找一组适用于五相永磁同步电机复杂故障情况的超参数，节省调节参数的时间，引入贝叶斯优化算法调整神经网络的超参数。最后，本发明能够通过提取电流信号故障特征实现不同短路情况下的早期ITSC故障诊断。
一种永磁电机短路故障诊断方法

[发明专利]一种考虑负转矩脉动的新型混合转子永磁型磁通切换电机设计方法-CN202310731610.8在审
发明人：陈前;廖继红;徐高红;刘正蒙;史浩 -专利权人：江苏大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H02K1/278 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑负转矩脉动的新型混合转子永磁型磁通切换电机设计方法，属于电机制造领域。本发明在混合转子永磁型磁通切换电机的基础上，对倒T形转子齿的一侧修形以及对表面安装永磁体修形和轴向偏移设计来产生更多贡献负转矩脉动的工作谐波，进而降低电机的转矩脉动。具体实施过程包括：通过磁场调制原理分析额外的工作谐波阶次包括7次、21次和35次等；基于麦克斯韦应力张量法推导转矩脉动的表达式，进而确定产生转矩脉动的谐波阶次；通过倒T型永磁体修形与表面安装永磁体修形与偏移来优化电机的转矩脉动，使得这些额外的气隙磁密谐波产生负转矩脉动，进而实现整体的转矩脉动降低的目标。
一种考虑转矩脉动新型混合转子永磁型磁通切换电机设计方法

[发明专利]一种多运行模式双五相永磁电机单相开路容错控制方法-CN202211637583.X有效
发明人：陈前;陈舒龙;徐高红;刘国海;刘正蒙;周华伟 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-12-20 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种多运行模式双五相永磁电机单相开路容错控制方法，包括如下步骤：根据前后反电势不变原则的降阶解耦矩阵，推导出双五相电机在外定子五相绕组发生单相开路故障下的转矩方程；根据容错转矩模型和外定子故障下增加的容错电流和外定子相电流故障前后幅值不变为原则，推导在两种运行模式下的辅驱内定子绕组注入相应的补偿电流及转矩公式。确定运行模式来补偿外定子绕组因故障缺失的转矩。本发明实现了多运行模式双五相永磁电机在容错下运行，并解决了在故障前后负载不变下，维持故障定子剩余相电流的幅值不变，电机不仅容错状态下运行时间增长，而且提高系统安全性和降低因故障带来的损耗。
一种运行模式双五相永磁电机单相开路容错控制方法

[发明专利]一种适用于混合定子永磁游标电机的高精度磁网络建模方法-CN202211328354.X在审
发明人：刘国海;朱旭光;刘正蒙;柯昊;杜康康;徐亮 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-10-26 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： H02P21/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于混合定子永磁游标电机的高精度磁网络建模方法，采用等效磁路模型和磁阻网络模型相结合的方法，实现了模型计算时间和计算精度的平衡。对于磁通分布复杂区域，例如气隙和调制齿区域，采用磁阻网络法建模，提高了建模精度和动态分析效率。引入混合介质网格，提高了模型对不同拓扑结构电机的适用性，极大降低了建模难度和工作量，避免了因瞬态仿真导致的定子和气隙节点不规则连接问题，有效降低了仿真误差。采用三次样条插值法更新磁导率，加快了迭代速度且提高了磁导率更新精度。引入正交分解模型和谐波分解法，叠加获得定子铁芯损耗，减小了经典损耗分离模型计算误差。
一种适用于混合定子永磁游标电机高精度网络建模方法

[发明专利]一种用于高速永磁辅助同步磁阻电机转子结构的设计方法-CN202211632534.7在审
发明人：杨振华;刘正蒙;陈前;刘国海;朱旭光 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H02K1/276 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于高速永磁辅助同步磁阻电机的转子拓扑结构及设计方法，转子拓扑结构为双层VV形，并使用铁氧体作为辅助永磁体，在确定转子结构的基础上，通过多目标优化的方法对电机的转子进行优化设计，最终达到预期的优化目标。该转子拓扑结构及设计方法可以在保证电磁转矩降低很少的条件下，增大电机的磁阻转矩，降低电机的转矩脉动、齿槽转矩、定子铁耗和转子旋转的最大等效应力。
一种用于高速永磁辅助同步磁阻电机转子结构设计方法

[发明专利]一种低脉动反余弦加三次谐波辅助凸极式辐向永磁电机及气隙谐波优化的方法-CN202211508537.X在审
发明人：徐高红;唐堂;陈前;刘国海;刘正蒙 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： H02K1/2733 文献下载
摘要：本发明公开了一种低脉动反余弦加三次谐波辅助凸极式辐向永磁电机及气隙谐波优化的方法，属于电机制造的技术领域。提出了带有反余弦加三次谐波辅助凸极的新型辐向永磁同步电机，采用此方法能抑制气隙磁密谐波降低转矩脉动，减少平均转矩损失。具体过程如下：转子气隙磁密和转子磁动势成正比，确定影响转矩脉动的主要气隙磁密谐波阶次。对辅助凸极采用反余弦加三次谐波方法修型，够降低气隙磁密的谐波，特别是引起一、二阶转矩脉动的9次、11次和19次、21次谐波，从而降低转矩脉动；由于3次谐波不是引起转矩脉动的主要气隙磁密谐波，注入3次谐波能减少平均转矩损失。
一种脉动余弦三次谐波辅助凸极式辐永磁电机优化方法

[发明专利]一种多运行模式永磁电机的宽速域高效控制方法-CN202211116200.4在审
发明人：陈前;付立桥;刘国海;徐高红;刘正蒙;周华伟 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-09-14 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多运行模式永磁电机的宽速域高效控制方法，构建dq坐标系下的数学模型，将转矩方程作为拉格朗日乘数法的约束条件，电机运行中铜耗最小作为目标函数建立拉格朗日方程，求解出主驱辅驱间dq电流的关系，将转速环误差en经过PI输出后的总电流Itotal与主驱辅驱间dq轴电流关系式联立求得的解作为电机大扭矩模式下的电流分配准则，利用多运行模式永磁电机限制圆求解出d轴弱磁电流，加入弱磁运行判断条件，将求解出的d轴弱磁电流作为电机宽速域模式的d轴电流给定，此时的q轴电流由总电流Itotal给定，完成宽速域模式下的电流分配，以此实现多运行模式永磁电机的宽速域高效控制。该控制算法不仅控制简单，在工业产品应用中也具有一定的普适性。
一种运行模式永磁电机宽速域高效控制方法

[发明专利]一种永磁电机高效准确的瞬时转矩分离方法-CN202211200438.5在审
发明人：刘国海;柯昊;刘正蒙;陈前 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁电机高效准确的瞬时转矩分离方法。包括：对于目标永磁电机建立有限元模型仿真分析后，求解该负载情况下的齿槽转矩。然后使用冻结磁导率技术分别得出仅有永磁体与电枢电流单独作用的有限元模型，分别求解永磁转矩和磁阻转矩。至此，永磁电机的转矩被完全分离成永磁转矩﹑磁阻转矩和齿槽转矩。该方法通过MATLAB编写成程序控制开源有限元软件FEMM进行建模分析，可以灵活地进行后处理，一次性高效完成转矩分离。该方法通过对于瞬时转矩的完全分离，可以分析永磁转矩，磁阻转矩和齿槽转矩在不同的负载条件下对于转矩脉动的影响。
一种永磁电机高效准确瞬时转矩分离方法

[发明专利]一种采用自抗扰控制的磁力丝杠电机的高跟踪性能控制方法-CN202210533713.9在审
发明人：刘国海;方礼贤;刘正蒙;陈前;张嘉皓 -专利权人：江苏大学
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种采用自抗扰控制的磁力丝杠电机的高跟踪性能控制方法。该方法充分利用了磁力丝杠电机无接触式运动的特点，提出了一种新的自抗扰控制算法，极大地改善了对磁力丝杠电机的控制效果。本发明降低了磁力丝杠运行过程中的内外干扰，增强了系统的稳定性；弥补了闭环控制系统中非线性区域的缺失，增强了磁力丝杠的灵活性；与PI控制方法相比，改善了系统的动态性能和抗干扰性能。
一种采用控制磁力电机跟踪性能方法

[发明专利]多模式永磁电机及其最优功率分配控制方法-CN201610334836.4有效
发明人：陈前;赵文祥;刘国海;林志鹏;徐高红;刘正蒙;郑皓 -专利权人：江苏大学
申请日： 2016-05-19 - 公布日： 2018-06-01 - 主分类号： H02K16/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种多模式永磁电机及其最优功率分配控制方法，该电机包括内、外两个定子和一个转子。外定子槽内采用分布式绕组结构，内定子槽内采用集中绕组结构，转子由外侧的开关磁阻转子和内侧的Halbach永磁体阵列构成。外定子和开关磁阻转子构成一个同步磁阻电机，只产生磁阻转矩；内定子和Halbach永磁体构成一个轮毂式Halbach永磁电机，只产生永磁转矩。内、外定子和转子的相互配合，使得电机在永磁转矩和磁阻转矩独立可调，从而实现该电机的三种模式运行：低速区，以轮毂式Halbach永磁电机运行(只使用永磁转矩)；中速区，以内嵌式永磁电机运行(既使用永磁转矩又使用磁阻转矩)；高速区，以同步磁阻电机运行(只使用磁阻转矩)；进而实现电机运行的高效率、宽调速运行。
转子永磁电机磁阻转矩永磁转矩外定子同步磁阻电机最优功率分配电机开关磁阻多模式轮毂式内定子集中绕组结构分布式绕组电机运行独立可调三种模式低速区高速区高效率宽调速嵌式配合

[发明专利]一种输出推力脉动减小的嵌入式磁力丝杠-CN201510559344.0有效
发明人：吉敬华;凌志健;赵文祥;刘正蒙 -专利权人：江苏大学
申请日： 2015-09-07 - 公布日： 2017-06-27 - 主分类号： H02K51/00 文献下载
摘要：本发明公开一种输出推力脉动减小的嵌入式磁力丝杠，磁丝杆由一个丝杆螺旋电工铁环和若干个圆弧角均是45度的第一圆弧永磁体、第二圆弧永磁体、丝杆圆弧电工铁构成，磁螺母由一个螺母螺旋电工铁环和若干个圆弧角均是45度的第三圆弧永磁体、第四圆弧永磁体、螺母圆弧电工铁构成；丝杆螺旋电工铁环表贴在所有圆弧电工铁形成的螺旋轨迹的外表面上，螺母螺旋电工铁环表贴在所有螺母圆弧电工铁形成的螺旋轨迹的内表面上；本发明采用分段圆弧永磁体和分段圆弧电工铁拼接成螺旋聚磁结构，减小了工艺复杂度和加工成本，采用在螺旋聚磁模块表面放置理想螺旋电工铁环，能够在减小推力脉动的同时保证推力输出，增强磁力丝杠整体的机械强度。
一种输出推力脉动减小嵌入式磁力

[发明专利]双定子永磁游标直线电机及增加磁场调制效应的设计方法-CN201510786971.8在审
发明人：赵文祥;朱剑;吉敬华;刘国海;刘正蒙;陈前;陈金维 -专利权人：江苏大学
申请日： 2015-11-16 - 公布日： 2016-03-09 - 主分类号： H02K16/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种双定子永磁游标直线电机及增加磁场调制效应的设计方法，包括电机初级、第一次级和第二次级，第一次级和第二次级分列初级两侧，中间以气隙相隔；电机次级包含调制齿；电机初级为双边对称结构，永磁体内嵌于初级铁心单元轭部。本发明解决了传统永磁游标电机中固有的永磁体端部漏磁问题，提高永磁体利用率，从而提高电机推力密度；此外，两个电机次级都是由硅钢片叠压而成，对于物流输送线和轨道交通等直线长行程应用，可以节约永磁材料从而大大降低成本。本发明的电机设计方法可以通过调整永磁体结构参数，利用有限元计算方法反复计算得到永磁电机反电动势幅值最大时所对应的永磁电机的永磁体结构参数。
定子永磁游标直线电机增加磁场调制效应设计方法

[实用新型]一种并联型混合磁材料电机-CN201420026267.3有效
发明人：刘国海;陈前;赵文祥;刘正蒙;邵明明 -专利权人：江苏大学
申请日： 2014-01-16 - 公布日： 2014-08-20 - 主分类号： H02K1/27 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种并联型混合磁材料电机，包括外定子、内转子和三相交流电枢，所述的三相交流电枢采用集中绕组，所述的外定子上放置有三相交流电枢，所述的内转子上表贴有高性能的钕铁硼永磁材料，所述的内转子上表嵌有低性能的铁氧体永磁材料，所述的高性能的钕铁硼永磁材料两侧表嵌有低性能的铁氧体永磁材料，所述的低性能的铁氧体永磁材料和高性能的钕铁硼永磁材料并排排列。所述的高性能的钕铁硼永磁材料与低性能的铁氧体永磁材料的磁路是并联的。本实用新型的铁氧体和钕铁硼是表嵌和表贴于内转子上，电机转子易于加工。
一种并联混合材料电机

[实用新型]一种串联型混合磁材料电机-CN201320805412.3有效
发明人：刘国海;陈前;赵文祥;刘正蒙 -专利权人：江苏大学
申请日： 2013-12-09 - 公布日： 2014-06-25 - 主分类号： H02K21/14 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种串联型混合磁材料电机，包括励磁、外定子和模块化内转子,所述的外定子上放置有三相交流电枢，所述的三相交流电枢采用集中绕组，所述的励磁采用混合永磁材料，所述的励磁包括低性能铁氧体永磁材料和高性能钕铁硼永磁材料。使得低性能铁氧体和高性能钕铁硼的磁路构成串联。该串联型混合磁材料电机充分利用了钕铁硼和铁氧体磁材料的性能差异，使得该类型电机具有高度正弦化的反电势。为磁材料的混合使用开辟了广阔的前景。
一种串联混合材料电机

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