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公开(公告)号：CN113113994B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202110388473.3
申请日：2021-04-12
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种无轴承开关磁阻电机、功率变换器及控制方法，一相作为悬浮相，其四个绕组采用改进型低成本半桥电路，通过独立该相四个绕组电流，同时产生悬浮力和转矩；另外两相作为转矩相，只产生转矩，分别采用了一个不对称半桥电路；控制中，将悬浮相分为正转矩、负转矩和零转矩等三个区间，每个区间采用不同的悬浮控制算法，并且在负转矩区间，利用另一转矩相对悬浮相产生的负转矩进行补偿调节，进而削除了悬浮相与转矩相因电流控制算法不同而导致的输出转矩波动；由于对瞬时转矩进行实时调节，补偿精度高，转矩输出品质高；另外，系统中功率变换电路功率管数量少，所需数字控制资源和驱动检测电路少，成本显著低，有利于提升市场竞争力。
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公开(公告)号：CN113202869B
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202110366572.1
申请日：2021-04-06
Applicant: 南京邮电大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公布了一种三自由度混合偏置磁轴承。通过8个环形充磁的轭永磁体和4个径向充磁的齿永磁体共同产生永磁偏置磁通，一套偏置绕组产生电磁偏置磁通，在径向和轴向上实现永磁和电磁两种偏置磁通的混合励磁，进而与两个径向和一个轴向悬浮控制磁通作用，产生三个悬浮力，各方向承载能力均显著增强，在大功率应用场合具有独特优势。本发明具备三自由度悬浮能力，结构紧凑，集成度高，偏置磁通调节范围宽，固有刚度大，临界转速和功率密度高；电磁偏置磁通调节方便，磁轴承负载工况适应性强，多变负载工况下悬浮功率变换器设计难度低，悬浮控制简单且悬浮精度高。
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公开(公告)号：CN112865663B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202110386784.6
申请日：2021-04-12
Applicant: 南京邮电大学
IPC: H02P25/08
Abstract: 本发明公开了电机领域的一种无轴承开关磁阻电机的全周期悬浮及转矩补偿控制方法，旨在解决现有的悬浮力控制机理制约，需要对每个绕组的电流独立控制，导致功率变换器数量需求大，控制成本高，电流斩波控制使得功率开关管的开关次数频繁、开关损耗高，增加了控制成本的技术问题。所述无轴承开关磁阻电机包括定子和转子；所述定子为带有多个定子齿的凸极结构，且每个定子齿上均设有一套绕组；所述转子由用于产生悬浮力的圆柱转子和用于产生转矩和悬浮力的凸极转子构成；所述绕组包括A、B、C三相绕组，所述A相绕组由空间上相差90°且独立控制的四个绕组构成。本发明不仅减少功率开关管使用个数，降低控制成本；而且控制简单，实施便利。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113202869A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110366572.1
申请日：2021-04-06
Applicant: 南京邮电大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公布了一种三自由度混合偏置磁轴承。通过8个环形充磁的轭永磁体和4个径向充磁的齿永磁体共同产生永磁偏置磁通，一套偏置绕组产生电磁偏置磁通，在径向和轴向上实现永磁和电磁两种偏置磁通的混合励磁，进而与两个径向和一个轴向悬浮控制磁通作用，产生三个悬浮力，各方向承载能力均显著增强，在大功率应用场合具有独特优势。本发明具备三自由度悬浮能力，结构紧凑，集成度高，偏置磁通调节范围宽，固有刚度大，临界转速和功率密度高；电磁偏置磁通调节方便，磁轴承负载工况适应性强，多变负载工况下悬浮功率变换器设计难度低，悬浮控制简单且悬浮精度高。
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公开(公告)号：CN113162315B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202110366581.0
申请日：2021-04-06
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公布了一种四自由度磁悬浮开关磁阻电机及共励磁驱动方法。所述电机由两个磁轴承和两个两相开关磁阻电机构成；为实现低成本共励磁控制，将每个磁轴承四个绕组和开关磁阻电机四个绕组串联构成四个绕组，共八个绕组；两个电机转子相互错位45°，并构成一个四相电机，同时削除转矩死区；四相八个绕组独立控制，采用恒导通模式，两个磁轴承产生四个径向悬浮力，两个电机产生转矩。本发明电机及共励磁驱动方法有效减小了负转矩励磁相产生的负转矩，正转矩励磁相电流考虑负转矩相电流影响，以补偿负转矩，提高输出转矩平稳性，并减小转矩脉动；实现了电机和磁轴承的共同励磁，功率系统成本减小一半。
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公开(公告)号：CN113162315A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110366581.0
申请日：2021-04-06
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公布了一种四自由度磁悬浮开关磁阻电机及共励磁驱动方法。所述电机由两个磁轴承和两个两相开关磁阻电机构成；为实现低成本共励磁控制，将每个磁轴承四个绕组和开关磁阻电机四个绕组串联构成四个绕组，共八个绕组；两个电机转子相互错位45°，并构成一个四相电机，同时削除转矩死区；四相八个绕组独立控制，采用恒导通模式，两个磁轴承产生四个径向悬浮力，两个电机产生转矩。本发明电机及共励磁驱动方法有效减小了负转矩励磁相产生的负转矩，正转矩励磁相电流考虑负转矩相电流影响，以补偿负转矩，提高输出转矩平稳性，并减小转矩脉动；实现了电机和磁轴承的共同励磁，功率系统成本减小一半。
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公开(公告)号：CN113113994A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110388473.3
申请日：2021-04-12
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种无轴承开关磁阻电机、功率变换器及控制方法，一相作为悬浮相，其四个绕组采用改进型低成本半桥电路，通过独立该相四个绕组电流，同时产生悬浮力和转矩；另外两相作为转矩相，只产生转矩，分别采用了一个不对称半桥电路；控制中，将悬浮相分为正转矩、负转矩和零转矩等三个区间，每个区间采用不同的悬浮控制算法，并且在负转矩区间，利用另一转矩相对悬浮相产生的负转矩进行补偿调节，进而削除了悬浮相与转矩相因电流控制算法不同而导致的输出转矩波动；由于对瞬时转矩进行实时调节，补偿精度高，转矩输出品质高；另外，系统中功率变换电路功率管数量少，所需数字控制资源和驱动检测电路少，成本显著低，有利于提升市场竞争力。
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公开(公告)号：CN112865663A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110386784.6
申请日：2021-04-12
Applicant: 南京邮电大学
IPC: H02P25/08
Abstract: 本发明公开了电机领域的一种无轴承开关磁阻电机的全周期悬浮及转矩补偿控制方法，旨在解决现有的悬浮力控制机理制约，需要对每个绕组的电流独立控制，导致功率变换器数量需求大，控制成本高，电流斩波控制使得功率开关管的开关次数频繁、开关损耗高，增加了控制成本的技术问题。所述无轴承开关磁阻电机包括定子和转子；所述定子为带有多个定子齿的凸极结构，且每个定子齿上均设有一套绕组；所述转子由用于产生悬浮力的圆柱转子和用于产生转矩和悬浮力的凸极转子构成；所述绕组包括A、B、C三相绕组，所述A相绕组由空间上相差90°且独立控制的四个绕组构成。本发明不仅减少功率开关管使用个数，降低控制成本；而且控制简单，实施便利。
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