径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承及其控制方法

    公开(公告)号:CN101666353B

    公开(公告)日:2011-01-05

    申请号:CN200910183516.3

    申请日:2009-09-23

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: F16C32/04

    CPC分类号: F16C32/0465 F16C32/0485

    摘要: 本发明涉及径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承,它由轴向控制线圈中的偏磁电流为径向和轴向提供静态偏磁磁通来产生静态承载力,由轴向控制线圈与径向控制线圈中的控制电流提供控制磁通来分别产生轴向和径向动态悬浮力,克服外界扰动使转子稳定悬浮于轴向和径向平衡位置。轴向采用双极性开关功放、径向采用CRPWM电流跟踪型逆变器作为功率放大电路,采用电涡流位移传感器检测转子轴向和径向位移并反馈至DSP控制器,由DSP控制器进行PID运算和处理后为功率放大电路提供相应的控制信号,控制信号经过功率放大电路在磁轴承线圈中产生控制电流,实现转子在轴向和径向的稳定悬浮。本发明具有体积小,功放成本低,径向承载力高的优点。

    飞轮电池用高性能多变工况磁场可控的双绕组永磁电机

    公开(公告)号:CN116094211A

    公开(公告)日:2023-05-09

    申请号:CN202310063245.8

    申请日:2023-01-16

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: H02K1/276 H02K1/16

    摘要: 本发明公开了飞轮电池用高性能多变工况磁场可控的双绕组永磁电机,定子铁芯上每隔两个主齿槽设置一个辅助齿槽,且辅助齿槽与所在的主齿槽连通构成大槽,主齿槽和辅助齿槽中分别放置绕组;转子内置“W+一”型永磁体,“W+一”型永磁体由一个第一高矫顽力永磁体、两个低矫顽力永磁体、两个第二高矫顽力永磁体以及构成正对两低矫顽力永磁体设置的第三高矫顽永磁体构成;低矫顽力永磁体和第二高矫顽力永磁体之间设置第一空气磁障;第二高矫顽力永磁体外端设置的第一隔磁槽与设置在两“W+一”型永磁体间的第二空气磁障配合,形成漏磁支路。本发明的电机兼具高效能、宽调速范围的高性能和高容错性能。

    应对多工作模式的结构自调整式车载飞轮电池及其工作方法

    公开(公告)号:CN114189100B

    公开(公告)日:2023-03-21

    申请号:CN202210005508.5

    申请日:2022-01-04

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: H02K7/02 H02K7/10 F16F15/31

    摘要: 本发明提供了一种应对多工作模式的结构自调整式车载磁悬浮飞轮电池及其工作方法,该飞轮电池散热器内部沿周向设有蚁穴式沟道,飞轮下球体内对称嵌有若干个配重磁力吸附装置;飞轮电池工作在充电模式、待机模式和放电模式时,应对回收能量等级或输出能量等级的不同,对电机的运行方式作出灵活的改变,磁轴承系统针对不同扰动等级,通过不同类型的磁轴承的配合,降低损耗。本发明能实现车载磁悬浮飞轮电池在各种工作模式下的低损耗、高安全稳定运行。

    一种用于飞轮储能的低转矩脉动永磁无刷直流电机

    公开(公告)号:CN113765320B

    公开(公告)日:2022-10-28

    申请号:CN202110936484.0

    申请日:2021-08-16

    申请人: 江苏大学

    摘要: 本发明提供了一种用于飞轮储能的低转矩脉动永磁无刷直流电机,属于飞轮储能技术领域。该永磁无刷直流电机的外转子铁心、内转子铁心上交替表嵌有永磁体,且相邻永磁体的充磁方向相反;永磁体两端设有倒角,外转子铁心上的永磁体两端倒角径向朝外设置,内转子铁心上的永磁体两端倒角径向朝内设置;永磁体的极弧系数设置为1.2。本发明可以避免极间漏磁,永磁体所产生的磁通尽可能多的流入定子电枢参与电枢反应,提高了材料的利用率;本发明可以设置较高的极弧系数,更容易产生梯形反电势波形;另外,本发明将永磁体采用表嵌式交替放置在双层转子上,在高速运行情况下,永磁体不易飞出,提高了安全性和稳定性。

    一种抑制陀螺效应、低能耗的车载飞轮电池悬浮控制系统

    公开(公告)号:CN109828452B

    公开(公告)日:2022-07-22

    申请号:CN201910042851.5

    申请日:2019-01-17

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: G05B11/42

    摘要: 本发明公开了一种抑制陀螺效应、低能耗的车载飞轮电池悬浮控制系统,包括低能耗控制系统和抑制陀螺效应控制系统;低能耗控制系统:电流传感器读取控制电流,作为PID控制器的输入,经PID控制器调整和功率放大器放大后控制磁轴承转子实现低功率运行,当扰动产生时,前馈控制器根据扰动大小改变控制量,以抵消扰动的影响。同时,smith预估器估测出扰动进入系统后引起的动态效应,将预估结果反馈给PID控制器,使其提前变化对扰动进行补偿;抑制陀螺效应控制系统:检测信号经位移传感模块后送给PID控制器进行解耦,消除耦合项,经力/电流变换模块转换为电流,电流经放大后控制磁轴承平稳运行,在PID控制器无法进行调节时,由前馈控制器调节减弱或消除扰动。

    一种用于飞轮储能的低转矩脉动永磁无刷直流电机

    公开(公告)号:CN113765320A

    公开(公告)日:2021-12-07

    申请号:CN202110936484.0

    申请日:2021-08-16

    申请人: 江苏大学

    摘要: 本发明提供了一种用于飞轮储能的低转矩脉动永磁无刷直流电机,属于飞轮储能技术领域。该永磁无刷直流电机的外转子铁心、内转子铁心上交替表嵌有永磁体,且相邻永磁体的充磁方向相反;永磁体两端设有倒角,外转子铁心上的永磁体两端倒角径向朝外设置,内转子铁心上的永磁体两端倒角径向朝内设置;永磁体的极弧系数设置为1.2。本发明可以避免极间漏磁,永磁体所产生的磁通尽可能多的流入定子电枢参与电枢反应,提高了材料的利用率;本发明可以设置较高的极弧系数,更容易产生梯形反电势波形;另外,本发明将永磁体采用表嵌式交替放置在双层转子上,在高速运行情况下,永磁体不易飞出,提高了安全性和稳定性。

    一种超薄式车载磁悬浮飞轮电池及其工作方法

    公开(公告)号:CN113422467A

    公开(公告)日:2021-09-21

    申请号:CN202110521559.9

    申请日:2021-05-13

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: H02K7/02 H02K7/09 H02N15/00

    摘要: 本发明公开一种用于电动汽车的超薄式车载磁悬浮飞轮电池及其工作方法,外壳内自上而下同轴设置电机支架、轴向磁通电机、飞轮、五自由度磁轴承的内定子、线圈和永磁体,飞轮由连续的上、中、下三层组成,上层的飞轮上环形层的正中间是上环形凹槽,轴向磁通电机置放在上环形凹槽内,环形内槽、中层圆环腔和下环形凹槽相通且共同置放五自由度磁轴承的内定子、线圈和永磁体,五自由度磁轴承从内至外分别是轴向磁轴承、斥力磁轴承、扭转磁轴承和径向球面磁轴承;采用不同性质磁轴承复用的模式,实现其优势互补,不仅可提高磁轴承支承的承载力和控制精度,显著提高飞轮的稳定性,又可有效弥补复杂工况导致控制线圈损耗较大的问题。

    一种磁悬浮开关磁阻电机二阶滑模控制方法

    公开(公告)号:CN109194222B

    公开(公告)日:2021-07-20

    申请号:CN201810902927.2

    申请日:2018-08-09

    申请人: 江苏大学

    摘要: 本发明公开了一种磁悬浮开关磁阻电机二阶滑模控制方法,转速环采用基于超螺旋算法的二阶滑模速度控制器,选取转速误差构造滑模面,并结合磁悬浮开关磁阻电机机械方程,得到参考转矩使电机达到预定转速;位移环采用基于改进超螺旋算法的二阶滑模位移控制器,引入位移高阶误差导数使超螺旋算法适用于二阶系统,结合线性补偿项改进超螺旋算法,得到参考悬浮力使电机转子位移趋近于0。本发明采用基于超螺旋算法的二阶滑模速度控制器和基于改进超螺旋算法的二阶滑模位移控制器,提高了磁悬浮开关磁阻电机调速精度及转子悬浮精度,解决了转速抖振及位移抖振问题,对系统不确定扰动具有较强鲁棒性,便于工程实现。

    一种多维一体的车载磁悬浮飞轮电池控制系统

    公开(公告)号:CN112821826A

    公开(公告)日:2021-05-18

    申请号:CN202110007208.6

    申请日:2021-01-05

    申请人: 江苏大学

    摘要: 本发明提供了一种多维一体的车载磁悬浮飞轮电池控制系统,属于车载飞轮电池控制技术领域。本发明将电流规整模块处理后电流信号作为支持向量机位移预测模块的输入信号,支持向量机位移预测模块的输出信号、模糊PID交叉反馈控制模块和神经网络逆解耦控制模块输出且经累加和坐标系转换模块处理后的信号作为改进零功率控制模块的输入信号,支持向量机位移预测模块输出的位移信号、改进零功率控制模块的输出信号作为线性闭环控制器的输入信号,线性闭环控制器的输出作为模糊PID交叉反馈控制模块和神经网络逆解耦控制模块的输入信号。本发明精简了整个系统的复杂性,实时响应特性大大提高,不仅可以抑制陀螺效应,提高稳定性,又降低能耗和成本。

    一种卧式自抽真空室高集成度飞轮储能装置

    公开(公告)号:CN110165821B

    公开(公告)日:2021-04-20

    申请号:CN201910384604.3

    申请日:2019-05-09

    申请人: 江苏大学

    IPC分类号: H02K7/02 H02K7/09

    摘要: 本发明公开了一种卧式自抽真空室高集成度飞轮储能装置,由外壳形成真空腔,真空腔内上端是通过托架与外壳固定连接的三自由度磁轴承,其包括径向磁轴承、轴向磁轴承和永磁体;三自由度磁轴承的下端为飞轮转子,单绕组外转子无轴承电机位于飞轮转子的下端,其转子装嵌在飞轮转子下表面的环形凹槽内,定子通过支架固定在外壳下端,因此通过三自由度磁轴承配合单绕组外转子无轴承电机实现了飞轮转子的五自由度平衡,简化了控制方式,提高了集成度;外壳上端设有一卧式复合真空泵,真空泵为左右镜像对称的双转子结构,提高了真空度和抽速。