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[发明专利]一种随机PWM控制方法、系统、设备和存储介质-CN202310848935.4在审
发明人：张沛然;王善铭;李毅拓 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H02M1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种随机PWM控制方法、系统、设备和存储介质，包括：对逆变器其中一个单相桥臂输出的PWM电压脉冲进行二维傅里叶分析，得到位于某一频率处的PWM谐波分量系数；基于得到的PWM谐波分量系数，在每一相PWM的连续p个载波周期内对其载波图案随机设置相移角，形成随机载波图案序列，用于控制逆变器输出的PWM电压脉冲。本发明可消除绝大多数高频高幅值的PWM谐波，进而有效降低电机的高频振动、高频噪声，并可有效解决PWM驱动系统中的EMI问题。因此，本发明只需改变控制算法便可带来极高的应用价值和经济价值，可以广泛应用于电气传动、船舶推进及轨道交通等领域。
一种随机 pwm 控制方法系统设备存储介质

[发明专利]一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机-CN202010855455.7有效
发明人： 王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-24 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： H02K1/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其包括的定子铁芯固定设置在定子机座内，定子铁芯是电机磁路的一部分，定子永磁磁极布置在定子铁芯内；位于定子永磁磁极的中间，转子铁芯固定设置在转子轴上，转子轴带动转子铁芯绕轴心旋转，转子轴通过轴承固定设置在定子机座内，转子铁芯的外圆周上均匀开设若干转子槽，转子槽中设置转子电枢绕组；位于转子铁芯的一侧或两侧，在转子轴上设置换向器或者滑环，转子电枢绕组通过换向器或者滑环和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节。本发明可用于提高电机效率，减小电机体积重量，克服永磁电机磁场无法调节的困难。
一种通过机械方式调节磁场永磁旋转电枢电机

[发明专利]采用电力电子变压器多路供电的单极电机系统及直流设备-CN202010959445.8有效
发明人： 王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-09-14 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： H02K13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种采用电力电子变压器多路供电的单极电机系统及直流设备，该电机系统包括定子机座、定子磁极、杯型电枢、电刷、电力电子变压器和高压直流电源；所述定子机座内设置有定子磁极和杯型电枢；所述杯型电枢轴向设置有所述电刷，所述电刷与所述杯型电枢之间滑动接触导电；所述电刷数量至少两个，相应所述电刷构成支路；所述高压直流电源通过供电电缆向所述电力电子变压器供电，所述电力电子变压器通过引线连接相应支路的电刷，其中：所述电力电子变压器包括DC/AC变换器、高频变压器和AC/DC变换器，所述DC/AC变换器将高压直流电变换为高压高频交流电，高压高频交流电经过所述高频变压器变换为低压高频交流电，低压高频交流电经过所述AC/DC变换器变换为电压可调节的低压直流电，低压直流电通过所述电刷向所述杯型电枢供电。
采用电力电子变压器供电单极电机系统直流设备

[发明专利]一种向运动电路接触供电的装置-CN202010856064.7有效
发明人： 王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-24 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： H02K13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种向运动电路接触供电的装置，其包括线圈引出结构、电刷、转轴和引线，所述线圈引出结构布置在所述转轴的周向上，所述线圈引出结构随所述转轴一起旋转；所述引线与所述电刷连接，还包括导电轮和驱动结构；所述导电轮与所述线圈引出结构之间具有接触面，所述驱动结构驱动所述导电轮旋转，实现所述导电轮与所述线圈引出结构在所述接触面处进行滚动接触；所述电刷的端部位于所述导电轮的侧面轴心处，与所述导电轮的侧面为滑动接触。本发明既能用于直流电机，也可用于电励磁同步电机或绕线式异步电机或者双馈异步电机；能消除电刷与换向器或滑环之间的摩擦，提高电刷与换向器或滑环的寿命。
一种运动电路接触供电装置

[发明专利]一种通过电解铜制备的电机部件和电机-CN202111352547.4在审
发明人： 王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-11-16 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： H02K1/06 文献下载
摘要：本发明属于电机组件技术领域，涉及一种通过电解铜制备的电机部件和电机，包括：铁心、导条和端环，导条设置在铁心的外圆周的槽中，端环在铁心的两端，使导条短接，导条和端环形成整体鼠笼，导条和端环通过电解铜的方法制得。其省去了精炼铜融化浇注的传统制造过程，大大降低电机制造过程的能量效率，实现制造过程的节能；不存在插铜条电机部件再焊接制造过程中那样的焊接过程，避免和铜焊接造成的焊点，提高电机部件的可靠性。
一种通过电解铜制备电机部件

[发明专利]具有导磁线的铁心、磁路部件、轴向磁场电机和磁阻电机-CN202110637740.6在审
发明人： 王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-06-08 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： H02K3/02 文献下载
摘要：本发明属于电机技术领域，涉及一种具有导磁线的铁心、磁路部件、轴向磁场电机和磁阻电机，包括：采用一定方式固定的若干平行排列的导磁线，导磁线采用在所述平行的导磁线之间填充固定材料的方式固定，或直接采用整体捆扎成型的方式固定。其能够提高铁心的导磁能力，减小铁心的体积重量，简化铁心的加工工艺，便于电机制造。
具有导磁线铁心磁路部件轴向磁场电机磁阻

[发明专利]一种新型的磁致伸缩测量方法及装置-CN201911313323.5有效
发明人：李劲松;王善铭;洪剑锋 -专利权人：大连理工大学
申请日： 2019-12-18 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： G01R33/18 文献下载
摘要：本发明一种新型的磁致伸缩测量方法及装置，涉及基于电磁学原理方法对电工钢片磁致伸缩进行测量的新颖设计，其步骤是：结构设计，放置两个缠绕一定线圈匝数的对称相同磁体，中放测试电工钢片，在构成上下独立的两个闭合磁路的同时保证其内磁场为近似匀强磁场以使钢片均匀磁化；控制方法，采用220V交流电分别输入上下两个线圈并调节其电流方向和大小，使两个对称磁体成为一致且同步的互斥同名磁极，对居中的钢片实现物理受力平衡(电磁固定)及沿轧制方向的自由磁致伸缩量的精确测量。本发明不仅可以对电工钢片的微小磁致伸缩量进行快速测量与记录，提高测试精确度与可靠性，而且简单易于实现，适于实际的工业应用。
一种新型伸缩测量方法装置

[发明专利]一种无外接滤波电感的抑制高频振动噪声的电机-CN201610911994.1有效
发明人： 王善铭;洪剑锋;王祥珩 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-10-19 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： H02K11/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种无外接滤波电感的抑制高频振动噪声的电机，其包括定子铁芯、定子主绕组、转子永磁体、转子铁芯和转轴；所述定子铁心的内圆上开设有定子槽，相邻两所述定子槽之间形成定子齿；位于所述定子槽内设置有所述定子主绕组，所述转子永磁体安装在所述转子铁心上，所述转子铁心安装在所述转轴上，所述转轴通过轴承安装在机座上；其特征在于：还包括定子滤波绕组；所述定子滤波绕组为在每个所述定子齿上绕制形成的线圈，各个所述定子滤波绕组相互独立。本发明能有效降低电机高频振动，减小噪声，适用于电气传动、船舶推进及轨道交通等领域。
一种外接滤波电感抑制高频振动噪声电机

[实用新型]对称斜级磁钢-CN201921241334.2有效
发明人：阮小丁;胡郎君;王善铭 -专利权人：浙江联宜电机有限公司;王善铭
申请日： 2019-08-02 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： H02K1/17 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种对称斜级磁钢，包括磁钢单元，所述的磁钢单元对称设置，所述的磁钢单元上设置至少一个磁槽，所述的磁槽与磁槽连接处设置磁极尖，所述的磁极尖的夹角为钝角。本实用新型将原有磁极设置成对称设置，成为对称磁极，并且在磁极上设置磁槽和磁极尖，并且磁极尖的夹角为钝角，这样可以将电机波形图的波峰降低，实现降低电机的波动，增加电机的稳定性。
对称磁钢

[发明专利]一种转子布置削弱极频振动绕组的汽轮发电机-CN201610912214.5有效
发明人： 王善铭;洪剑锋;王祥珩 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-10-19 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： H02K1/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种转子布置削弱极频振动绕组的汽轮发电机，其包括定子机座、定子铁芯、定子绕组、定子齿、转子铁心、转子轴和轴承；定子铁芯固定设置在定子机座内，定子绕组固定设置在定子铁芯的定子齿之间；转子铁芯与转子轴为一体结构，转子轴通过轴承固定设置在定子机座内；其还包括转子励磁绕组和转子减振绕组，转子铁芯的外圆周上均匀开设若干槽，槽内设置转子励磁绕组和转子减振绕组。本发明能减小定子电磁激振力和振动噪声，可以广泛应用于大型发电机、舰船电站发电机、家用电器、医疗仪器、工业生产、制造业和民用领域的电机系统、航空航天电机电器设备领域、舰船辅助机械和舰船推进等系统领域以及可移动电气系统领域。
一种转子布置削弱振动绕组汽轮发电机

[发明专利]一种新型的低振动低噪声电力变压器设计-CN201911313324.X在审
发明人：李劲松;王善铭;洪剑锋 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-12-18 - 公布日： 2020-03-27 - 主分类号： H01F27/24 文献下载
摘要：本发明一种新型的低振动低噪声电力变压器设计，涉及基于电磁振动理论分析结合实验对比对电力变压器进行的新颖设计，总体设计层面为将现有变压器铁芯和绕组互换位置，颠覆了传统结构的电力变压器设计，其具体步骤是：将现有变压器长磁路方框型铁芯改为短磁路圆环型铁芯，磁路缩短以减小磁致伸缩造成的变形且由于不存在接缝避免接缝带来的振动及噪声，同时圆环型结构径向变形大为减小；将类“0”型绕组穿过圆环型铁芯，避免了由于单匝导线绕制不整齐带来的转角附加绕组振动，大幅提高减振降噪效果。本发明不仅可以对电力变压器进行主动地减振降噪，提高环保水平和运行可靠性，而且高效易于实现，适于实际的工业应用。
一种新型振动噪声电力变压器设计

[发明专利]一种励磁磁极位于定子上的低振动电机-CN201710669565.2有效
发明人： 王善铭;洪剑锋;王祥珩 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-08-08 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： H02K23/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种励磁磁极位于定子上的低振动电机，其包括定子机座，定子铁芯固定设置在定子机座内，转子铁芯固定设置在转子轴上，转子轴通过轴承固定设置在定子机座内；其特征在于：还包括定子永磁磁极、转子电枢绕组和集电环或换向器；定子永磁磁极固定设置在定子铁芯内，转子铁芯位于定子永磁磁极的各磁极包围形成的空间中；转子铁芯的外圆周上均匀开设若干槽，槽中设置转子电枢绕组；位于转子铁芯的一侧或两侧，在转子轴上设置集电环或换向器，转子电枢绕组中的各绕组与集电环或换向器连接，再通过电刷与外部静止供电电路连接。励磁磁极的磁极边缘设置有凹槽和凸齿，凹槽和凸齿交替布置。本发明消除了定子受到的极频径向电磁激振力、减小槽频径向电磁激振力和弯矩，减小定子铁芯和机座的振动。
一种磁极位于定子振动电机

[发明专利]用于监测永磁同步电机转子失磁故障的方法和系统-CN201810558944.9有效
发明人：孙宇光;田代宗;王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-06-01 - 公布日： 2020-02-04 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明公开一种用于监测永磁同步电机转子失磁故障的方法和系统。该方法包括：记录永磁同步电机额定负载电阻值、永磁同步电机实际运行时的转速及负载电阻阻值；计算永磁同步电机实际运行时相电流的基波分量稳态有效值以及分支电流中预先设定的i次谐波电流分量稳态有效值；计算永磁同步电机正常工况运行时对应转速n下预先设定的i次谐波固有不平衡电流分量有效值；根据前述记录的各值及计算所得的各值，计算在线监测值；将在线监测值与一报警值相比较，通过比较结果判断负载运行的永磁同步电机是否发生转子失磁故障。本发明提出的监测方法对永磁同步电机转子失磁故障具有很高的灵敏度和可靠性。
电机负载电阻失磁故障次谐波运行时稳态永磁同步电机转子不平衡电流电流分量分支电流基波分量在线监测正常工况相电流监测转子负载运行灵敏度报警记录

[发明专利]用于监测永磁电机转子失磁故障的方法和系统-CN201711154904.X有效
发明人：孙宇光;田代宗;王善铭 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-11-20 - 公布日： 2019-09-17 - 主分类号： G01R31/34 文献下载
摘要：本发明实施例提供一种用于监测永磁电机转子失磁故障的方法和系统。该方法包括：检测布置于永磁同步电机内的一个或多个探测线圈的实际端口电压以及永磁同步电机的运行转速；对于一个或多个探测线圈中的每一个，计算该探测线圈的实际端口电压中的预定谐波分量的有效值；根据该探测线圈的实际端口电压中的预定谐波分量的有效值，计算该探测线圈的在线监测值；将该探测线圈的在线监测值与该探测线圈的、与运行转速相对应的报警值相比较，以获得该探测线圈的比较结果；以及根据一个或多个探测线圈的比较结果，确定永磁同步电机是否发生转子失磁故障。本发明提出的监测方法对永磁同步电机转子失磁故障具有很高的灵敏度和可靠性。
用于监测永磁电机转子故障方法系统

[发明专利]一种两支路对称的分裂电抗器-CN201611183139.X有效
发明人：蒋胜千;王善铭;洪剑锋;孙旭东;刘均菲;王健;李洪波;薛雷;诸嘉慧;丘明;陈盼盼;刘芮彤;范维 -专利权人：清华大学;中国电力科学研究院;特变电工沈阳变压器集团有限公司;国家电网公司;国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院
申请日： 2016-12-20 - 公布日： 2019-03-01 - 主分类号： H01F37/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种两支路对称的分裂电抗器，分裂电抗器的第一个支路由上部外线圈引线、上部外线圈、第一中间引线、下部内线圈和下部内线圈引线依次串联构成，分裂电抗器的第二个支路由上部内线圈引线、上部内线圈、第二中间引线、下部外线圈和下部外线圈引线依次串联构成，分裂电抗器的第一个支路和第二支路在结构上对称；接入线路时上部外线圈引线与上部内线圈引线连接，下部外线圈引线与下部内线圈引线分别接入不同支路，或下部外线圈引线与下部内线圈引线分别连接不同的电路元件后并联再接入同一线路中。本发明耦合度高，正常运行时电压降低，故障时电抗大，起到有效限制短路电流的作用。
一种支路对称分裂电抗

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