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公开(公告)号：CN111931406B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202010793161.6
申请日：2020-08-07
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种轴向永磁磁悬浮飞轮电机动态等效磁网络模型建立方法，包括：建立三维有限元模型，获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，并划分为三种等效磁通管的气隙磁路，基于“磁阻最小原理”确定临界角；获取气隙磁路的等效磁网络模型，确定转子转动的周期，并将一周期过程划分为7个区域，获取各区域内转子的运动范围；计算电机A相和B相的气隙磁导；将径向磁路和轴向磁路的悬浮铁心、永磁体与转子轭部各等效成一个磁阻，结合气隙磁导获取电机的动态等效磁网络模型。本发明将不断改变的气隙磁导与不变的永磁体、悬浮极和转子轭部分磁导分别计算，将轴向永磁磁悬浮飞轮电机的三维磁场化简为动态磁网络，提高模型精度和计算速度。
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公开(公告)号：CN108539914B
公开(公告)日：2023-09-08
申请号：CN201810394264.8
申请日：2018-04-27
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明是一种三相四自由度轴向分相磁悬浮飞轮电机，包括定子、定子套筒、转子、转子套筒、飞轮，定子和转子沿轴向分成A相、B相和C相三部分，每相邻相之间装有轴向充磁永磁体，A相、B相和C相转子铁心内侧分别等间隔设有12个转子极，A相转子极、B相转子极和C转子极沿圆周方向依次错开1/3个转子极距，通过导通和关断角设置实现自启动，A相和C相定子铁心分别设有8个窄齿转矩极和4个宽齿悬浮极，B相定子设有12个等宽转矩极，转矩极和悬浮极上分别绕有控制线圈。本发明实现自启动和四自由度悬浮，达到降低转矩脉动和增强转矩出力的效果。
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公开(公告)号：CN108846201B
公开(公告)日：2022-05-03
申请号：CN201810605150.3
申请日：2018-06-12
Applicant: 南京工程学院
IPC: G06F30/20 , H02N15/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种轴向分相磁悬浮飞轮转子陀螺效应抑制方法，属于磁悬浮传动技术领域。首先基于平动和转动坐标系构建轴向分相磁悬浮转子动力学模型，进而采用分散控制实现平动模态与转动模态解耦，再基于逆系统解耦的集中控制实现章动模态与进动模态解耦，最后对解耦后的非线性系统通过鲁棒伺服调节器和动态补偿器进行系统闭环综合。本发明将分散控制和集中控制相结合，完成基于模态解耦的磁悬浮飞轮转子陀螺效应抑制算法，能够简化控制算法，同时提高控制精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN113011064A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110263274.X
申请日：2021-03-10
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机铁心磁饱和计算方法，包括：获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，建立磁悬浮飞轮电机的等效磁网络模型；对磁悬浮飞轮电机等效磁网络模型进行节点编号，在此基础上设定节点间的初始相对磁导率；根据相对磁导率计算磁导矩阵、磁通矩阵、磁动势矩阵和等效磁网络模型中各磁通管的磁场强度，利用铁心的磁化曲线获取修正后的各磁通管相对磁导率和磁通密度；设定收敛条件，判断修正后的相对磁导率是否满足收敛条件；判断是否满足周期条件。本发明通过给定初始值计算对应的磁场强度，结合铁心材料的磁化曲线不断查找迭代获取铁心实际相对磁导率，提高磁饱和情况下的模型精度及适用性。
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公开(公告)号：CN108846201A
公开(公告)日：2018-11-20
申请号：CN201810605150.3
申请日：2018-06-12
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明提供一种轴向分相磁悬浮飞轮转子陀螺效应抑制方法，属于磁悬浮传动技术领域。首先基于平动和转动坐标系构建轴向分相磁悬浮转子动力学模型，进而采用分散控制实现平动模态与转动模态解耦，再基于逆系统解耦的集中控制实现章动模态与进动模态解耦，最后对解耦后的非线性系统通过鲁棒伺服调节器和动态补偿器进行系统闭环综合。本发明将分散控制和集中控制相结合，完成基于模态解耦的磁悬浮飞轮转子陀螺效应抑制算法，能够简化控制算法，同时提高控制精度和鲁棒性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108448808B
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN201810287517.1
申请日：2018-04-03
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明是一种带套筒极靴齿轴向分相永磁式磁悬浮开关磁阻飞轮电机，包括转子铁心、转子套筒、定子套筒、定子铁心、永磁体、飞轮，转子铁心、转子套筒与飞轮由内而外同心嵌套成一个整体，定子铁心与定子套筒同心嵌套安装在固定轴上，定子铁心和转子铁心沿轴向按相数分成m段，每相转子铁心内侧等间隔设有12个转子极，每相定子铁心设有8个转矩极和4个悬浮极，转矩极和悬浮极选用极靴齿，转矩极和悬浮极上分别绕有控制线圈，两相定子之间装有轴向充磁永磁体。本发明将悬浮极和转矩极为极靴齿，提高了定子槽空间，有效增强电机转矩密度和悬浮出力，大幅提高永磁体的利用率，降低永磁体用量，达到节约成本，增强出力的效果。
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公开(公告)号：CN111931406A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010793161.6
申请日：2020-08-07
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种轴向永磁磁悬浮飞轮电机动态等效磁网络模型建立方法，包括：建立三维有限元模型，获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，并划分为三种等效磁通管的气隙磁路，基于“磁阻最小原理”确定临界角；获取气隙磁路的等效磁网络模型，确定转子转动的周期，并将一周期过程划分为7个区域，获取各区域内转子的运动范围；计算电机A相和B相的气隙磁导；将径向磁路和轴向磁路的悬浮铁心、永磁体与转子轭部各等效成一个磁阻，结合气隙磁导获取电机的动态等效磁网络模型。本发明将不断改变的气隙磁导与不变的永磁体、悬浮极和转子轭部分磁导分别计算，将轴向永磁磁悬浮飞轮电机的三维磁场化简为动态磁网络，提高模型精度和计算速度。
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公开(公告)号：CN113011064B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202110263274.X
申请日：2021-03-10
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机铁心磁饱和计算方法，包括：获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，建立磁悬浮飞轮电机的等效磁网络模型；对磁悬浮飞轮电机等效磁网络模型进行节点编号，在此基础上设定节点间的初始相对磁导率；根据相对磁导率计算磁导矩阵、磁通矩阵、磁动势矩阵和等效磁网络模型中各磁通管的磁场强度，利用铁心的磁化曲线获取修正后的各磁通管相对磁导率和磁通密度；设定收敛条件，判断修正后的相对磁导率是否满足收敛条件；判断是否满足周期条件。本发明通过给定初始值计算对应的磁场强度，结合铁心材料的磁化曲线不断查找迭代获取铁心实际相对磁导率，提高磁饱和情况下的模型精度及适用性。
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公开(公告)号：CN110059348B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN201910184197.1
申请日：2019-03-12
Applicant: 南京工程学院
IPC: G06F30/23 , G06F30/27 , G06F18/2135 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种轴向分相磁悬浮飞轮电机悬浮力数值建模方法，包括：仿真与实验设计，样本采集与处理，模型离线训练，模型在线优化。本发明一方面基于主成分分析的极限学习机来提高模型对参数变化的适应性和鲁棒性，实现了小样本数据的快速、准确建模，提高了悬浮力模型的精度和速度。另一方面引入差分进化算法对网络结构进行优化，使所建模型既能满足精度要求又能达到控制实时性要求，避免了隐层神经元数目过多，网络结构庞大的问题，提高模型的计算速度，使其更加适合此类电机建模。
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公开(公告)号：CN111832133A
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN202010703350.X
申请日：2020-07-21
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机结构参数优化设计方法，主要步骤为：建立电机有限元模型，确定电机优化性能参数；建立响应面实验安排表；获取各参数组合下电机转矩及悬浮出力的响应值；建立多项式响应面模型FRSM；计算并记录FRSM拟合值与有限元值间的误差数据；运用支持向量机建立误差非参数响应面模型FSVM；获取最终电机各性能输出模型；建立综合多目标优化函数fobj；运用萤火虫算法获取电机最优结构参数。本发明结合传统多项式响应面及基于支持向量机的非参数响应面模型以建立电机输出性能与结构参数间的动态双响应面模型，并利用萤火虫算法对结构参数进行全局寻优，实现小样本数据下快速准确建模及电机多输出性能协同最优的参数设计。
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