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[发明专利]一种无轴承电机及其设计方法-CN202310936532.5在审
发明人：张秋虎;丁祖军;张慰聪;司绪祥;张涛;叶小婷;武莎莎;张晨;鲁庆;莫丽红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02K1/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种无轴承电机及其设计方法，其中无轴承电机具有双层转矩绕组，降低了傅里叶气隙磁密谐波，提高了电机旋转稳定性，提高了电机寿命及效率；所述设计方法利用设计的公式来确定无轴承电机所产生的悬浮力，绕制单层悬浮绕组时，采用连续式排列结构，以相邻的两个悬浮绕组单元为一相；绕制双层转矩绕组时，采用分布式排列结构，以四个相邻的内绕组单元为一相，四个相邻的外绕组单元为一相，并将绕组跨距与极距设置为相等；最终设计出具有双层转矩绕组的无轴承电机，该设计方法解决了设计双层转矩绕组无轴承电机时的难点问题。
一种轴承电机及其设计方法

[发明专利]一种无轴承异步电机传动系统及其控制方法-CN202211726045.8有效
发明人：张涛;姚瑶;岑晨;叶小婷;武莎莎 -专利权人：淮阴工学院;淮安磁科智能传动设备有限公司
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H02K17/32 文献下载
摘要：本发明公开一种无轴承异步电机传动系统及其控制方法，包括五自由度无轴承异步电机、永磁调速器、负载、底座。五自由度无轴承电机包括两个径向两自由度无轴承电机、一个轴向单自由度磁轴承和电机转子轴；永磁调速器包括永磁转子、导体转子、调节机构与电动执行器，导体转子刚性连接电机转子轴，永磁转子通过调节机构连接负载，调节机构根据电动执行器信号调节永磁转子轴向移动；电机转矩绕组通入三相对称电流，通过检测转矩绕组电流与转子角频率，控制器计算出转矩绕组气隙磁场磁链与转子位置角，然后根据径向和轴向位移调节悬浮绕组电流，实现转子稳定悬浮。本发明仅需控制悬浮绕组电流就可实现转子稳定悬浮，消除转子振动，控制简单。
一种轴承异步电机传动系统及其控制方法

[发明专利]一种外转子永磁电机偏心永磁体参数优化设计方法-CN202310935703.2在审
发明人：张慰聪;付声升;张涛;武莎莎;张晨;叶小婷;鲁庆;莫丽红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H02K1/2791 文献下载
摘要：本发明公开了一种外转子永磁电机偏心永磁体参数优化设计方法，外转子永磁电机包括：定子轴，偏心永磁体，内定子铁心，外转子铁心，内定子绕组，内定子绕组嵌入在内定子铁心中，偏心永磁体粘接于外转子铁心内侧，以N极S极交替排列。偏心永磁体的上弧是一段以外转子铁心内弧为轮廓的弧段；其下弧的中间部分是一段与上弧做偏心处理的弧段，两侧是与中间弧段相切的直线段，永磁体两侧由两个形状完全相同的弧形连接上下弧，形成一个光滑的曲面，再根据转子位置的变化确定永磁体对应位置的厚度。本发明解决了气隙磁密谐波畸变率过高而导致的转矩波动较大的问题，降低了电机运行中的噪音与震动。
一种外转永磁电机偏心永磁体参数优化设计方法

[发明专利]径向无绕组混合磁轴承-CN201911420046.8有效
发明人： 叶小婷;王紫欣;董玘垚;武莎莎;胡蔼;朱为国;丁祖军;张涛 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明涉及非机械接触磁轴承领域，公开一种径向无绕组混合磁悬浮轴承，包括定子和位于定子内圈的转子。所述定子是由从左到右依次排列的左侧外导磁环、四个左侧弧形铁心、左侧定子铁心、定子永磁环、右侧定子铁心、与左侧弧形铁心个数相同且位置对应的右侧弧形铁心和右侧外导磁环组成的整体；所述转子包括左转子铁心、转子永磁环、右转子铁心与转轴。本发明由定子永磁环和转子永磁环共同作用提供静态偏置磁通，控制绕组通电产生的控制磁通调节相应的偏置磁通；该结构的混合磁轴承径向磁极无绕组，磁极面积可以设计到最大，有效增大了径向承载力，结构紧凑，装配方便。
径向绕组混合磁轴

[发明专利]径向大承载力混合磁轴承-CN201911420062.7有效
发明人： 叶小婷;王紫欣;吴帅;武莎莎;胡蔼;朱为国;丁祖军;张涛 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明涉及非机械接触磁轴承，公开一种径向大承载力混合磁轴承，包括定子和位于定子内圈的转子，定子包括左径向定子铁心、四个等距离分布于圆周边的尺寸相同的轴向铁心，右径向定子铁心和非导磁外壳。转子包括左转子铁心、轴向磁化的永磁环、右转子铁心与转轴。本发明由一个轴向磁化的转子永磁环提供静态偏置磁通，径向控制绕组通电产生的径向控制磁通调节相应的偏置磁通；该结构的混合磁轴承径向磁极无绕组，磁极面积可以设计到最大，有效增大了径向承载力和降低轴向长度，体积小，结构紧凑，临界转速高，悬浮力密度大。
径向承载力混合磁轴

[发明专利]一种三自由度全直流混合磁轴承及永磁体参数设计方法-CN202310711460.4在审
发明人：陈帅;邢坤;岑晨;姚瑶;叶小婷;张家铭;武莎莎;张涛;鲁庆;莫丽红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种三自由度全直流混合磁轴承及永磁体参数设计方法，包括轴向、径向定子铁心、转子铁心、铝环、立方体形永磁体、轴向、径向悬浮绕组和转轴。径向定子铁心内圆周均布4个极，通过铝环与轴向定子铁心连接为整体，在铝环中均匀插入k个立方体形永磁体，轴向、径向悬浮绕组均由直流开关功放驱动。选择永磁、铁心材料和气隙长度，确定永磁体工作点参数Hm和Bm，分析等效偏置磁路，确定径向、轴向磁极面积Sr、Sz，计算出偏置磁路总磁通和立方体形永磁体提供的总磁通，进一步求出Sm、lm。与现有技术相比，本发明采用多块立方体形永磁体提供偏置磁通，易于加工，价格便宜，降低混合磁轴承成本，提高材料的利用率，且便于安装，漏磁小。
一种自由度直流混合磁轴永磁体参数设计方法

[发明专利]一种外转子径向六极三自由度交直流混合磁轴承及参数设计方法-CN202310496827.5在审
发明人：岑晨;唐霄;姚瑶;张涛;武莎莎;叶小婷;鲁庆;莫丽红;丁祖军 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-05-05 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种外转子径向六极三自由度交直流混合磁轴承及参数设计方法，包括“T”形内定子和“H”形外转子，“T”形内定子包括轴向、径向铁心、“H”形隔磁铝环、梯形永磁体、轴向、径向悬浮绕组。隔磁铝环内开有插入梯形永磁体的6个梯形槽，并将轴向铁心和径向铁心形成整体定子，轴向铁心上绕制轴向悬浮绕组，径向铁心的6个极上绕制径向悬浮绕组。根据径向轴向最大悬浮力需求设计磁极面积，分析磁路，根据磁路叠加定理，计算一个梯形永磁体形成的偏置磁通，轴向和径向气隙偏置磁通达到0.5Bs，设计出梯形永磁参数，最后设计出轴向和径向悬浮绕组匝数。与现有技术相比，本发明降低混合磁轴承成本，提高材料的利用率，且便于安装，漏磁小。
一种外转径向六极三自由度直流混合磁轴参数设计方法

[发明专利]一种12/14无轴承开关磁阻电机及其设计方法-CN202310649437.7在审
发明人：张涛;陈果;杜云雷;叶小婷;丁卫红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： H02K1/12 文献下载
摘要：本发明公开了本发明公开一种12/14无轴承开关磁阻电机及其设计方法，包括双片式的转子和定子。转子铁心外圆周均匀设置14个转子极。定子包括悬浮铁心、转矩铁心和隔磁材料，在悬浮铁心的X和Y方向设有4个悬浮极，径向相对的悬浮绕组通直流电且串联；在两个悬浮极之间通过隔磁材料设有一个转矩铁心，每个转矩铁心设有两个转矩极，其上设有转矩绕组，相对的4个转矩极绕组串联为一相。转子极弧度与转矩极弧度相等，都为悬浮极弧度的一半。其设计方法是：根据电磁功率需求确定转矩铁心的内外径，接着确定转矩铁心轴向长度；根据转矩铁心内径、悬浮极弧长与给定悬浮力需求确定悬浮极的轴向长度，取二者中长的作为转子铁心轴向总长度。
一种 12 14 轴承开关磁阻电机及其设计方法

[发明专利]一种12/8磁悬浮开关磁阻电机及设计方法-CN202310649439.6在审
发明人：丁祖军;杜云雷;陈果;张涛;叶小婷;丁卫红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： H02K1/12 文献下载
摘要：本发明公开了本发明公开一种12/8磁悬浮开关磁阻电机及设计方法，定转子铁心均为两段式圆柱形左右对称结构。其中，定子铁心包括悬浮铁心和转矩铁心，两段圆柱形悬浮铁心包括中间插入轴向磁化永磁环，在其内圆周均布有6个悬浮极，在每两个悬浮极之间通过隔磁材料设置有6个轴向安装的转矩极，悬浮极与转矩极上分别绕制悬浮绕组和转矩绕组。双片式转子表面均布8个转子极，转子极弧的圆心角为22.5°，转矩极弧与转子极弧的圆心角相等，悬浮极弧的圆心角为28°。本发明提出的一种新结构磁悬浮开关磁阻电机及参数设计方法，具有悬浮与旋转系统设计相互独立，且悬浮力与转矩无耦合控制简单，易于实现。
一种 12 磁悬浮开关磁阻电机设计方法

[发明专利]一种具有双相永磁磁路的变磁通高速电机结构-CN202310394103.X在审
发明人：莫丽红;赵泽卿;秦通;赖巧巧;王四维;王浩;鲁庆;叶小婷 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2023-04-13 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： H02K1/16 文献下载
摘要：本发明公开一种具有双相永磁磁路的变磁通高速电机结构，包括定子、转子和转轴，定子由12个定子铁心单元、电枢绕组、磁化绕组及12组非稀土永磁单元组成，转子为凸极结构。定子铁心单元沿圆周等间隔均匀分布，相邻两个定子铁心单元间放置发卡电枢绕组。非稀土永磁单元包含两个长条形永磁块和一个开口朝径向外侧的U型永磁块，长条形永磁块‑U形永磁块‑长条形永磁块依次内嵌于定子铁心单元中对称放置，在非稀土永磁单元的径向内、外侧，分别在定子铁心单元内开有四个槽放置磁化绕组。本发明提出变磁通高速电机结构，具有大转矩工况和高速工况时双相永磁磁路特点，利用磁化电流的“磁场增强”作用，可满足两种不同工况时大转矩输出和高效率的特点。
一种具有永磁磁路变磁通高速电机结构

[发明专利]一种新结构的组合式三自由度混合磁轴承-CN202010980971.2有效
发明人：张涛;乐倩云;王紫欣;鲍朋;陈杰;李洪海;丁祖军;叶小婷;武莎莎;刘斌;丁卫红 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2020-09-17 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明涉及磁悬浮轴承制造领域，公开了一种新结构的组合式三自由度混合磁轴承，包括左、右定子和转子，左、右定子包括左、右轴向定子，左、右永磁体，左、右径向定子；左右定子分别由四个隔磁块沿圆心至圆周均匀分为四块，左右定子通过位于左右径向定子之间的四个径向控制铁心相连接；左右轴向定子的内侧分别设置有四个轴向控制铁心，同一侧的四个轴向控制铁心通过导磁环连接。转子包括左右转子与转轴，左右转子和径向定子之间存在径向气隙，与左右轴向定子之间存在左右轴向气隙。本发明左侧和右侧偏置磁通、轴向控制磁通无耦合，当轴向偏心较大时，能够正常工作，且径向控制绕组在径向铁心一侧，可产生更大的径向悬浮力，结构紧凑、机械强度高。
一种结构组合式自由度混合磁轴

[发明专利]四自由度异极性多片结构磁轴承-CN202010053860.7有效
发明人： 叶小婷;顾权镐;乐倩云;张涛;武莎莎;鲁庆;莫丽红;丁祖军 -专利权人：淮阴工学院
申请日： 2020-01-17 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开一种四自由度异极性多片结构磁轴承，包括定子和转子。定子为轴向对称结构，由左X定子铁心，左Y定子铁心，右X定子铁心，右Y定子铁心组成；转子包括左、右转子铁心与转轴。左、右X定子铁心、左、右Y定子铁心分别通过一对插入了永磁体的连接体相连。左、右X定子铁心、左、右Y定子铁心均沿内圆周均匀分布一对悬浮齿，悬浮齿为曲折型结构且均绕制集中式径向控制绕组，左、右两侧悬浮齿与左、右转子铁心垂直部分共面，悬浮齿与左、右转子铁心间形成长度相等的径向气隙。本发明X和Y方向悬浮独立设计，实现悬浮力在X‑Y方向无耦合，控制简单，永磁体位于轴向，不占用径向空间，径向悬浮力大。
自由度极性结构磁轴

[发明专利]一种恒流源励磁六极主动电磁轴承及设计方法-CN202211718256.7在审
发明人： 叶小婷;贾春来;袁朗;张涛;金芳顺;武莎莎 -专利权人：淮阴工学院;淮安磁科智能传动设备有限公司
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种恒流源励磁六极主动电磁轴承及设计方法，磁轴承包括定子、转子、恒流源绕组和控制绕组。定子上均匀分布间隔60°的六个悬浮极，各悬浮极与转子间的气隙长度相等。每个极上绕制控制绕组，在Y方向四个极上绕制匝数相同的恒流源绕组，恒流源绕组串联并由直流恒流源供电。X方向上的两个极面积是Y方向上四个极面积的2倍，六个极上的控制绕组匝数相同，相对悬浮极的控制绕组串联为三相绕组，在Y方向四个极上的两相控制绕组串联补偿电阻与补偿电感，并采用三相逆变器供电。本发明与传统恒流源励磁六极主动磁轴承相比，提高材料利用率，提高两自由度悬浮力对称性，减小悬浮力耦合性，控制简单。
一种恒流源励磁六极主动电磁轴承设计方法

[发明专利]一种高功率密度的轴径向混合同步电机-CN202211568804.2在审
发明人：张涛;王宝健;田涛;陈果;叶小婷;付丽辉 -专利权人：淮阴工学院;淮安磁科智能传动设备有限公司
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： H02K21/12 文献下载
摘要：本发明公开一种高功率密度的轴径向混合同步电机，包括右外到内依次设置的外壳、定子、转子、转轴，定子包括定子铁芯和绕组，转子包括转子铁芯和永磁体，转轴通过两端的轴承固定在外壳中心，定子铁芯包括位于中间段的径向定子铁芯和位于两端的轴向定子铁芯，径向定子铁芯呈圆筒状与转轴共线，轴向定子铁芯呈圆盘状垂直于转轴，径向定子铁芯表面开有轴向槽，轴向定子铁芯表面开有径向槽，轴向槽与径向槽数目相同且位置对应，轴向槽与径向槽内绕有一套绕组，绕组以星型方式连接；转子铁芯的中间段表面设有多块径向磁极的永磁体一，转子铁芯两端表面贴有多块轴向磁极的永磁体二，永磁体一形成的极对数与永磁体二形成的极对数相同。
一种功率密度径向混合同步电机

[发明专利]一种多块矩形永磁体同极性混合磁轴承及其永磁体参数设计方法-CN202211685857.2在审
发明人：张涛;郭凯铭;姚瑶;岑晨;武莎莎;叶小婷;鲁庆;莫丽红 -专利权人：淮阴工学院;淮安磁科智能传动设备有限公司
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种多块矩形永磁体同极性混合磁轴承及永磁体参数设计方法，定子铁心由形左定子铁心、形右定子铁心和位于两者之间的形铝环组成，铝环中开有n个沿圆周均匀分布的通透矩形槽，槽中插入n块矩形永磁体，左、右定子铁心与转子铁心之间存在气隙，且左、右定子铁心内圆周均匀分布k个磁极，n＝j×k，j为自然数，k为3或4。根据等效偏置磁路与每个磁极最大磁吸力需求Fmax，确定磁极面积Sg，然后计算出偏置磁路总磁通，选择永磁材料，确定Hc和μr，再计算出n个矩形永磁体提供的总磁通，让两者相等，即可确定每个永磁体参数hm和Sm。本发明采用多块矩形永磁体提供偏置磁通，加工容易，价格便宜，便于安装，漏磁小。
一种矩形永磁体极性混合磁轴及其参数设计方法

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