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公开(公告)号：CN113872482A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111278702.2
申请日：2021-10-31
Applicant: 南通大学
IPC: H02P21/20 , H02P21/14 , H02P25/22 , H02P27/06 , H02P6/10 , H02P29/024 , H02P29/028
Abstract: 本发明公开了一种轴向磁场磁通切换永磁电机单相故障容错控制方法，使AFFSPMM发生单相故障时能够运行在无位置传感器容错状态，并通过转矩重新分配提高电机带载能力。控制系统采用双矢量模型预测磁链控制，通过滑模观测器进行位置角及转速检测。当电机正常运行时，逆变器工作在双三相三桥臂模式下；发生单相断路故障时，故障定子逆变器工作在三相四桥臂模式下进行容错控制，通过转矩重新分配减小铜耗，同时提高电机故障下的带载能力。本发明结合AFFSPMM的结构特点，使电机在发生单相故障前后转速、转矩输出性能不变，保证电机驱动系统的可靠性，并通过转矩重新分配，降低故障定子正常相电流幅值，进一步提高了电机的带载能力。
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公开(公告)号：CN111555483B
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202010497587.7
申请日：2020-06-04
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明公开了一种双层定子模块式调磁电机，包括双层定子单元、永磁体单元、不导磁固定块、转子和转轴。双层定子单元沿圆周设置，相邻双层定子单元的定子齿之间形成定子槽。定子槽被槽楔分隔成径向截面为扇形的上层槽和圆弧酒杯形的下层槽，该槽型不仅便于绕组缠绕，而且可减小外定子齿磁密、避免电机运行中此处过热问题。上层槽中缠绕电枢绕组，下层槽中缠绕励磁绕组，利用槽楔固定以及分隔上下层绕组，能够解决槽型复杂时下线困难，以及槽满率应用不高的问题。永磁体单元和不导磁固定块依次交替沿圆周布设在定子内表面。励磁绕组通入直流脉冲电流来改变铝镍钴永磁体的磁化状态，从而通过对永磁体单元充去磁实现电机气隙磁通的可调。
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公开(公告)号：CN111555484A
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN202010497596.6
申请日：2020-06-04
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明公开了一种双层绕组的Halbach永磁记忆电机，定子槽被槽楔沿径向分割为扇形结构的上层槽和圆弧酒杯形的下层槽，且分别布设上下层为同相的电枢绕组，Halbach永磁体单元是由不同矫顽力永磁体组成，转子铁芯的转子槽中布设励磁绕组，并且对其通入脉冲电流来改变低矫顽力永磁体的磁化状态，从而调节气隙磁场，弥补了永磁电机磁场不易调节的不足，拓宽磁场的调节范围。电机正常运行时，相邻定子槽的上下层绕组采用错开的方式连接；当绕组发生故障，若故障绕组与左右相邻的绕组均为同相绕组，则采用故障绕组同槽不同层绕组替代故障绕组；若故障绕组与左右相邻的绕组存在不同相，则不同相绕组和故障绕组均被同槽不同层绕组替代。
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公开(公告)号：CN111431460B
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN202010335878.6
申请日：2020-04-25
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明属于机电控制领域，公开了一种永磁同步电机无传感器模型预测磁链控制方法。首先，通过滑模观测器及基于SOGI的锁相环，观测电机转速ω和转子位置角θe；接着，将给定转速ω*和转速ω通过转速环SMC控制器，得到给定转矩Te*；然后，由转速ω及d/q轴电流id/iq观测负载扰动值#imgabs0#并将负载扰动值#imgabs1#前馈补偿到给定转矩Te*；最后，将观测得到的转速ω、转子位置角θe、给定转矩Te*、负载扰动值#imgabs2#以及采样得到的三相电压ua/ub/uc、三相电流ia/ib/ic等代入模型预测磁链控制模块进行运算。本发明采用滑模观测器加改进锁相环的方式，提高转子位置估计精度，同时基于模型预测磁链控制，无需电流环参数和权重系数整定，并将滑模控制和负载扰动观测器结合，提高系统鲁棒性和抗干扰能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111726048A
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN202010735817.9
申请日：2020-07-28
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于滑模观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法，滑模观测器为基于边界层自调节反正弦饱和函数的滑模观测器，滑模观测器包括电流状态观测器、电流比较器、边界层自调节反正弦饱和函数模块、扩展卡尔曼滤波器和软件锁相环。本发明将现有滑模观测器中的符号函数替代为基于边界层自调节反正弦函数，同时采用扩展卡尔曼滤波器提取扩展反电动势，去除现有滑模观测器中的低通滤波器，并将提取扩展反电动势反馈至电流状态观测器进行幅值补偿。与现有滑模控制器相比，本发明提供的基于边界层自调节反正弦函数的滑模观测器可以有效抑制转矩脉动，提高系统稳态性能，改善转子位置和转速跟踪精确。
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公开(公告)号：CN108631672B
公开(公告)日：2020-05-12
申请号：CN201810424591.3
申请日：2018-05-07
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明公开了一种计及最优占空比调制的永磁同步电机预测磁链控制方法，通过将磁链矢量的有效值最小化原理引入到基本电压矢量的占空比计算中，并结合电压矢量筛选方法，可在降低处理器计算时间的同时有效抑制转矩和磁链脉动，提高系统的可靠性和稳态性能。首先将转矩增量转化为负载角增量，将控制目标统一为定子磁链矢量；然后根据无差拍思想进行基本电压矢量筛选，在减小备选矢量的前提下可以快速计算出有效电压矢量的作用时间；进而通过磁链矢量的有效值最小化原理计算出电压矢量的占空比，并根据磁链矢量的综合误差确定所选电压矢量和矢量占空比，有效抑制转矩和磁链脉动。
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公开(公告)号：CN113872482B
公开(公告)日：2022-07-26
申请号：CN202111278702.2
申请日：2021-10-31
Applicant: 南通大学
IPC: H02P21/20 , H02P21/14 , H02P25/22 , H02P27/06 , H02P6/10 , H02P29/024 , H02P29/028
Abstract: 本发明公开了一种轴向磁场磁通切换永磁电机单相故障容错控制方法，使AFFSPMM发生单相故障时能够运行在无位置传感器容错状态，并通过转矩重新分配提高电机带载能力。控制系统采用双矢量模型预测磁链控制，通过滑模观测器进行位置角及转速检测。当电机正常运行时，逆变器工作在双三相三桥臂模式下；发生单相断路故障时，故障定子逆变器工作在三相四桥臂模式下进行容错控制，通过转矩重新分配减小铜耗，同时提高电机故障下的带载能力。本发明结合AFFSPMM的结构特点，使电机在发生单相故障前后转速、转矩输出性能不变，保证电机驱动系统的可靠性，并通过转矩重新分配，降低故障定子正常相电流幅值，进一步提高了电机的带载能力。
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公开(公告)号：CN111987961A
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN202010908811.7
申请日：2020-09-02
Applicant: 南通大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，本发明首先将αβ坐标下的定子电流iα、iβ和定子电压uα、uβ输入到改进的龙伯格观测器模块估计反电动势 然后将估计反电动势 带入锁相环中计算转子位置角 和估计转速 分别应用于dq/αβ坐标变换模块、abc/dq坐标变换模块和电机转速反馈。观测器通过实际测量的电流减去估计电流作为误差值，来对状态观测器的估计值进行闭环修正，从而保证了观测器在系统发生不稳定的情况下也能再次进入稳定和收敛的状态，明显改善了传统直接转矩控制方法转矩脉动较大的问题，使控制系统具有较好的控制精度、稳定性和较好的动态响应能力。
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