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[发明专利]基于定子齿内冷通风结构的空冷发电机的优化方法及装置-CN202010213767.8有效
发明人：李伟力;刘文茂;咸哲龙;罗轼凡;黄雪莲;胡磊;李志强;罗应立;许国瑞;沈稼丰;熊斌 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2020-03-24 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于定子齿内冷通风结构的空冷发电机的优化方法及装置，方法包括：根据发电机的结构参数建立发电机电磁网络模型、通风网络模型和热阻网络模型并进行耦合得到三域网络模型；根据三域网络模型确定定子齿内冷结构的孔径和位置对发电机电磁、流体和温度的影响函数关系；根据影响函数关系确定发电机三域网络运行的数据集；根据运行数据集和预设算法对发电机的定子齿内冷通风结构的孔径和位置进行寻优。本发明能够确定定子齿内冷通风结构的最优结构，进而提高空冷发电机的定子散热能力和工作效率，并具有计算方便快捷，易实现的有益效果，适用于其他大型发电机相似新通风结构的开发设计与优化计算。
基于定子齿内冷通风结构发电机优化方法装置

[发明专利]一种混合相态的多相容错电机冷却结构-CN202210588247.4在审
发明人：李伟力;吴志刚;汤昊岳;李栋;邸珺;沈稼丰 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2022-05-27 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： H02K1/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种混合相态的多相容错电机冷却结构。该结构包括：包括：定子单元组成、绕组、隔离齿冷却通道、定子单元和集油环。定子由多个定子单元组成，定子单元由两个定子单元组成组成，定子单元组成与定子单元相互之间轴向插接，绕组分布在每个定子单元中，绕组绕过定子单元的齿，在两个定子单元之间还设置的隔离齿冷却通道与隔离齿连接；两个定子单元之间的插接配合部分为隔离齿，隔离齿冷却通道中的冷却介质通过一端的集油环流向另外一端的集油环，带走了隔离齿与定子单元中的热量。本发明提出多相容错电机隔离齿冷却结构，增强了电机轴‑周向散热能力，解决了多相电机故障运行时热分布不平衡的问题，使电机在相同状态下运行时温度更低。
一种混合相态多相容错电机冷却结构

[发明专利]感应电动机的起动与运行控制系统及控制方法-CN201811072761.2有效
发明人：李伟力;汤昊岳;李金阳;李栋;曹君慈;张晓晨;沈稼丰;高晗璎 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2018-09-14 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： H02P1/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种感应电动机的起动与运行控制系统及控制方法，属于感应电动机的运行控制技术领域，将电机定子槽中的某些绕组通过控制系统将其开路，形成甩匝运行状态，此时具有较大的起动电流和起动转矩；当起动过程结束后，通过控制系统的延时控制使电机恢复至全槽运行状态。控制系统包括电机保护器、时间继电器和交流接触器，省略了传统控制系统的采样电路和微处理器，简化了控制电路并且提高了系统的可靠性。本发明使得电动机在起动过程中有较大的起动转矩，在稳态运行时有较高的功率因数和效率；结构简单，操作方便，成本低并易于实现，而且在模式切换中不会使电机出现震动和噪声，提高了电机运行的稳定性。
感应电动机起动运行控制系统控制方法

[发明专利]一种永磁电机的转子结构-CN202010364850.5有效
发明人：李伟力;张美巍;李金阳;罗轼凡;黄雪莲;汤昊岳;张富全;沈稼丰;高晗璎;李栋;邱洪波 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2020-04-30 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： H02K1/27 文献下载
摘要：本发明提供了一种永磁电机的转子结构，能够平衡永磁体轴向温度分布，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；多个永磁体和涡流环嵌入转子铁心内；永磁体沿转子铁心轴向延伸，并且环绕转子铁心轴线布置，每个永磁体截面呈V字型；每个永磁体外表面套装一个涡流环，涡流环位于永磁体的轴向中部。本发明提供的转子结构，通过将永磁体轴向中心位置处套上涡流环的结构，来降低永磁体被涡流环包裹处的涡流损耗，从而平衡永磁体轴向温度分布，减小热应力不平衡引起的永磁电机故障问题。同时涡流环能够降低永磁体最高温度，避免由于局部高温引起永磁体局部失磁问题，提高永磁电机运行安全稳定性。
一种永磁电机转子结构

[发明专利]背绕式电机的定子绕组冷却组件-CN202011016045.X有效
发明人：李伟力;解婉露;陶泽宇;刘小可;李金阳;罗轼凡;李栋;曹君慈;张晓晨;邱洪波;沈稼丰;汤昊岳;张美巍;邸珺 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2020-09-24 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： H02K3/487 文献下载
摘要：本发明提供了一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，包括：槽楔结构部件和转子通风结构部件；槽楔结构部件设置于定子内侧，槽楔结构部件为中空结构，中空结构内部装有冷却油，用于对绕组进行冷却，槽楔结构部件还包括多个由定子内气隙处嵌入至冷却油中的铝片，多个铝片沿槽楔轴向等间隔放置；转子通风结构部件包括由内到外的不锈钢套筒‑绝缘套筒‑铜筒结构，不锈钢套筒‑绝缘套筒‑铜筒结构套装于转子的外部，用于降低永磁体自身产生的温度。本发明可以减小背绕式电机的定子绕组的热负担，达到良好的冷却效果。
背绕式电机定子绕组冷却组件

[发明专利]一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子-CN201910665358.9有效
发明人：李伟力;李丹;李金阳;汤昊岳;李栋;沈稼丰;徐在德;程鹏;薛易 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2019-07-23 - 公布日： 2021-02-19 - 主分类号： H02K1/28 文献下载
摘要：本发明提供了一种抽水蓄能电机转子通风结构组件及抽水蓄能电机转子，包括：磁极极靴和励磁绕组，磁极极靴具有两个凹槽和两个空心槽，励磁绕组为变截面结构；凹槽位于磁极极靴上与阻尼绕组槽方向平行的两个侧表面上；两个空心槽分别位于每个磁极极靴的两侧的两个阻尼绕组和与所述的两个阻尼绕组相邻的阻尼绕组的中间位置；变截面励磁绕组结构为励磁绕组的直线段部分外表面沿高度方向具有一定的倾斜角度，且变截面励磁绕组与上托板接触的截面积最小，与下托板接触的截面积最大。本组件可以提升磁极极靴、阻尼绕组和励磁绕组的散热效果，保障电机的安全运行。
一种抽水蓄能电机转子通风结构组件

[发明专利]串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构-CN201810930703.2有效
发明人：李伟力;王蒲瑞;刘文茂;靳慧勇;苏营;李栋;曹君慈;张晓晨;熊斌;焦晓霞;沈稼丰;徐在德 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2018-08-15 - 公布日： 2021-01-22 - 主分类号： H02K1/32 文献下载
摘要：本发明实施例提供了一种串并联变截面式的发电机副槽通风冷却结构，该结构包括：副槽、转子铁心、转子绕组、转子楔下垫条、转子槽楔和串并联通风沟，发电机直线段部分转子铁心轭部的副槽采用变截面的形式，副槽靠近风扇侧的横截面积最大，横截面积随着转子轴向的延伸远离风扇而减小；转子绕组、转子楔下垫条及转子槽楔上分布有垂直串并联形式的通风沟，冷却风从副槽流入转子绕组，从转子槽楔上通风口流出形成通风冷却回路。本发明的发电机通风冷却结构，可用来解决转子副槽通风结构冷却效果随着冷却风进入转子铁心内部而明显减弱的问题；保证了冷却风的风速，有效降低了转子绕组温度。
串并联截面发电机通风冷却结构

[发明专利]基于二维和三维电磁场协同的发电机场路耦合计算方法-CN201710796731.5有效
发明人：李伟力;王蒲瑞;苏营;刘文茂;李勇;沈稼丰;靳慧勇;王立坤 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2017-09-06 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于二维和三维电磁场协同的发电机场路耦合计算方法。该方法包括：根据发电机直线段的结构及尺寸，建立二维瞬态电磁场数学模型；根据发电机端部的实际结构及各部件实际尺寸，建立发电机端部的三维电磁场数学模型；采用磁场储能原理离散求解三维电磁场数学模型，得到发电机的端部漏感；离散二维瞬态电磁场数学模型，将离散后的二维瞬态电磁场数学模型与发电机电压方程联立，入求解得到的端部漏感，得到发电机场路耦合数学模型；将离散后的三维端部电磁场数学模型和发电机场路耦合数学模型联立，得到发电机的二维三维场路耦合数学模型。本发明将二维直线段电磁场和三维端部电磁上耦合，可计算复杂工况下的三维端部电磁场。
基于维和三维电磁场协同发电机场路耦合计算方法

[发明专利]基于风路-流体-传热协同耦合计算转子多物理场的方法-CN201810776902.2有效
发明人：李伟力;苏营;熊斌;靳慧勇;王蒲瑞;刘文茂;李栋;曹君慈;张晓晨;薛易;沈稼丰;徐在德 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2018-07-16 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于风路‑流体‑传热协同耦合计算转子多物理场的方法。该方法包括：构建计及转子旋转全域的流体网络计算模型，计算出转子出入风口的压力值，作为边界条件。并建立核电汽轮发电机转子温度场的三维流体与传热分析模型，和对应的核电汽轮发电机转子的温度场计算模型；计算了核电汽轮发电机的铜排铜耗，齿部基本铁耗和附加铁耗，并将各损耗转化为热密，再将热密附加至温度场计算模型的对应部位；通过计算出的边界条件利用有限体积方法计算发电机转子的多物理场。本发明的方法可以利用全域流体网络模型计算转子处的入风压力和出风压力，从而可以有效节省汽轮发电机转子的三维多物理场的计算时间，并且提高计算的准确性。
基于流体传热协同耦合计算转子物理方法

[发明专利]实心和叠片混合型永磁转子结构-CN201811072759.5有效
发明人：李伟力;张美巍;李金阳;李栋;张晓晨;沈稼丰;曹君慈;程鹏;薛易;高晗璎 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2018-09-14 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： H02K1/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种实心和叠片混合型永磁转子结构，属于永磁电机技术领域，转子结构由实心体和叠片体相互间隔连接组成，实心体的中部贯穿有轴向永磁体槽，轴向永磁体槽内设有永磁体，叠片体的中部贯穿有轴向通风槽；实心体的外圆周和叠片体的外圆周上均设有轴向开口槽，实心体的轴向开口槽内均设有起动笼条，叠片体的轴向开口槽内间隔设置有起动笼条；实心体的内圆周端面和叠片体的内圆周端面围成转轴孔，转轴孔内设有隔磁护套。本发明将转子铁心分成实心体和叠片体两部分，使得自启动永磁同步电机保证有足够大的起动转矩的同时，又降低了起动电流，同时，将转子叠片体开空心槽可以有效的将转子热量带走，降低电机温升，保护永磁体，提高电机效率。
实心混合永磁转子结构

[发明专利]一种感应电动机控制系统-CN202010382601.9在审
发明人：李伟力;汤昊岳;李金阳;罗轼凡;黄雪莲;沈稼丰;高晗璎;程鹏;张美巍;解婉露 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2020-05-08 - 公布日： 2020-09-11 - 主分类号： H02P25/18 文献下载
摘要：本发明提供一种感应电动机控制系统，适用于油田设备的高效电动机控制系统，通过绕组连接方式的灵活切换，可以满足电动机起动时所需较高的起动转矩，采取切换供电的方式，既保留了变频器可以灵活调节电动机转速的优势，又保证了电机在不同运行工况均具有较高的效率和功率因数。而且，本发明提供的感应电动机控制系统还可以根据负载的大小，灵活的调节三相电动机绕组的匝数，这又确保了电动机在不同负载下均具有较高的效率和功率因数，节约了电能，带来了显著的经济效益。
一种感应电动机控制系统

[发明专利]多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法-CN201810337281.8有效
发明人：李伟力;吴志刚;姚秀荣;曹君慈;李栋;张晓晨;沈稼丰;李锦洲;汪家俊;张福全 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2018-04-16 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明实施例提供了一种多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法，包括：给出电机的电磁设计参数；设计转子护套结构，选择相应护套材料；由原始尺寸确定初始计算方案，与可优化拓扑及其边界；计算热应力与机械应力得出护套厚度的极限设计区间；结合电机电磁特性确定不同转子拓扑的等效模型；采用智能算法与磁路耦合的方法进行基于效率的优化设计；使用电磁场有限元法细化计算结果，校核等效拓扑的合理性；通过最优方案下的温度分布，检验拓扑分配的有效性；对优化后高速电机运行性能和电机最高温度与原始方案比较分析。本发明实现了电机高速运行下的高性能电磁要求，降低电机最高温度，满足转子高速运行时应力设计要求。
约束条件下基于 pso 算法高速电机转子拓扑优化方法

[发明专利]一种兼有发电和阻尼功能的轨道列车制动辅助系统-CN202010213134.7在审
发明人：李伟力;解婉露;李金阳;罗轼凡;黄雪莲;李栋;高晗璎;沈稼丰;曹君慈 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2020-03-24 - 公布日： 2020-07-17 - 主分类号： B60T1/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种兼有发电和阻尼功能的轨道列车制动辅助系统，包括：第一伸缩装置、第二伸缩装置、风力发电装置和阻尼翼板；第一伸缩装置的活塞杆连接阻尼翼板上远离旋转轴的一端；第一伸缩装置的固定端连接在轨道列车的顶部；第二伸缩装置的活塞杆连接风力发电装置的塔架，第二伸缩装置的固定端连接在轨道列车的顶部；阻尼翼板上的旋转轴与轨道列车的顶部相连接，并使阻尼翼板与轨道列车顶部呈预设角度；风力发电装置的塔架垂直固定在轨道列车的顶部。本发明能够利用空气阻尼作用减缓轨道列车前进速度，在减少能量损失的情况下实现制动目的，提高轨道列车制动过程中的安全性，具有操作简单灵活、适应性更强和制动效果好的有益效果。
一种兼有发电阻尼功能轨道列车制动辅助系统

[发明专利]一种涉及磁密饱和的非晶合金电机全工况优化设计方法-CN201910979255.X在审
发明人：李伟力;吴志刚;汤昊岳;张美巍;曹君慈;李栋;沈稼丰 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2019-10-15 - 公布日： 2020-01-24 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种涉及磁密饱和的非晶合金电机全工况优化设计方法，属于电机技术领域。构建对应涉及非晶合金饱和程度的电机磁路模型，确定电机磁路模型中各优化变量的优化区域；根据电机的实际运行工况，结合电机磁路模型，构建各工况对应的二级优化目标与二级优化函数；根据各工况的运行频率，对各二级优化函数加权累加分析得到一级优化函数；使用智能算法构建基于一级优化函数的一级优化体系，获取全工况最优设计方案。本发明充分考虑了电机运行工况的使用频率，结合非晶合金电磁特性的非线性与易饱和的特点得到了多个工况下最佳性能的电机设计方案，甄选方案集具备全面可观的特点，每一个二级函数都能够量化当前结果的优良程度。
电机磁路二级优化非晶合金构建饱和优化函数全工况电机电机技术领域电磁特性电机设计电机运行使用频率优化变量优化设计运行工况运行频率智能算法最佳性能最优设计累加磁密加权优化量化分析

[发明专利]带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法-CN201910851781.8在审
发明人：李伟力;苏营;李栋;罗应力;许国瑞;阎鑫;靳慧勇;刘文茂;沈稼丰;辛建波 -专利权人：北京交通大学
申请日： 2019-09-10 - 公布日： 2020-01-14 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，属于汽轮发电机转子性能检测技术领域，该方法构建发电机转子流体与传热计算模型；计算核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗；分别将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗分别转化为相应的热密，附加至发电机转子流体与传热计算模型的对应部位；设置发电机转子流体与传热计算模型的边界条件，采用有限体积方法对发电机转子流体与传热计算模型进行计算，得到对应的转子绕组的温度场分布。本发明通过构建转子的流体与传热计算模型，利用有限体积法，分析计算了转子绕组的温度分布，计算简单，且计算精度高。
传热计算流体发电机转子核电汽轮发电机转子绕组基本铁齿部构建铁耗铁芯铜耗铜排汽轮发电机转子温度场分布转子边界条件分析计算温度分布性能检测轴向通风体积法温度场转化

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