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公开(公告)号：CN112202304B
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202011118961.4
申请日：2020-10-19
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种全自由度交替极无轴承电机及其主动控制方法，电机包括定子与转子，其中定子为沿轴向相对分布的两个电机定子，两定子上分别绕有电机绕组，电机绕组为包含悬浮绕组与转矩绕组的分离绕组结构，或者为悬浮绕组与转矩绕组的集成绕组结构；转子包括轴向置于两定子之间的凸极转子铁心，转子槽中放置有相同极性的永磁体。系统抗扰动性能优秀，稳定性强。通过控制定子上悬浮绕组或者悬浮电流成分中交/直轴电流大小及相位关系，实现对电机径向平移两自由度与径向旋转两自由度这四个转子自由度的主动控制,通过控制定子上转矩绕组或转矩电流成分中交/直轴电流大小及相位关系，实现对电机轴向平移与旋转这两个转子两自由度的主动控制。
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公开(公告)号：CN112532002A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011263482.1
申请日：2020-11-12
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种双定子励磁全自由度无轴承电机及其主动控制方法，属于电机设计与控制领域，电机包括：转轴；沿转轴设置的两个定子，定子包括定子铁芯，设置于定子铁芯上的定子绕组；定子绕组为悬浮绕组、转矩绕组分离结构，或者悬浮、转矩集成绕组结构；位于两个定子之间的转子盘，包括转子铁芯，表贴于转子铁芯的永磁体模块，永磁体模块产生转子永磁磁场；工作时，定子绕组产生第一电枢磁场和第二电枢磁场；第一电枢磁场与转子永磁磁场相差一对极，用于实现径向四自由度的主动控制；第二电枢磁场与转子永磁磁场极对数相同，用于实现轴向两自由度的主动控制。本发明能够实现对无轴承电机全自由度的主动控制，提高系统稳定性并简化系统结构。
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公开(公告)号：CN115514128A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211174382.0
申请日：2022-09-26
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： H02K3/28 , H02K1/276 , H02K1/24 , H02P21/14 , H02P21/18 , H02P21/20 , H02P21/22 , H02P25/02 , H02P27/08
摘要： 本发明公开了一种高速高功率密度无轴承永磁薄片电机及其控制方法，电机包括转子铁芯、永磁体、定子绕组和定子铁芯，所述转子铁芯和定子铁芯之间形成气隙；所述转子铁芯为凸极结构，所述永磁体嵌于转子凸极之间；所述定子绕组采用两组三相绕组并联，环绕于所述定子铁芯上，其中，属于同一相的两组绕组中通入的转矩电流成分完全相同而悬浮电流成分大小相等、方向相反。如此，本发明仅采用一套定子绕组同时产生转矩和悬浮力，提高了槽空间的利用率、减小了绕组的端部长度，提升了系统的功率密度。此外，本发明采用超前角弱磁控制策略，通过人为给定转矩电流的空间相位角对其进行分配，能够有效降低定子铁芯的饱和程度，提升主动悬浮力的大小。
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公开(公告)号：CN117171488A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311036036.0
申请日：2023-08-17
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种无轴承电机主动悬浮力系数辨识方法、装置及系统，属于无轴承电机技术领域，包括：在无轴承电机内绕齿布置n个探测线圈；各探测线圈对应的槽矢量的空间位置与预设的参考方向的夹角分别为θ1～θn，n≥6；测量各探测线圈的感应电势V(θ1)～V(θn)；根据V(θ1)～V(θn)计算气隙磁密分量，并根据|V(θm)|＝NSωe·|B(θm)|计算各探测线圈所铰链的齿部磁密B(θ1)～B(θn)的幅值|B(θ1)|～|B(θn)|后，将气隙磁密分量、|B(θ1)|～|B(θn)|以及夹角θ1～θn分别代入预先标定的α轴主动悬浮力公式和β轴主动悬浮力公式，以计算主动悬浮力的α、β轴分量Fα和Fβ，并根据Fα和Fβ计算主动悬浮力的幅值，完成主动悬浮力系数辨识。本发明在电机饱和程度加深时，也能够实现主动悬浮力系数的精确辨识。
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公开(公告)号：CN112532002B
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202011263482.1
申请日：2020-11-12
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种双定子励磁全自由度无轴承电机及其主动控制方法，属于电机设计与控制领域，电机包括：转轴；沿转轴设置的两个定子，定子包括定子铁芯，设置于定子铁芯上的定子绕组；定子绕组为悬浮绕组、转矩绕组分离结构，或者悬浮、转矩集成绕组结构；位于两个定子之间的转子盘，包括转子铁芯，表贴于转子铁芯的永磁体模块，永磁体模块产生转子永磁磁场；工作时，定子绕组产生第一电枢磁场和第二电枢磁场；第一电枢磁场与转子永磁磁场相差一对极，用于实现径向四自由度的主动控制；第二电枢磁场与转子永磁磁场极对数相同，用于实现轴向两自由度的主动控制。本发明能够实现对无轴承电机全自由度的主动控制，提高系统稳定性并简化系统结构。
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公开(公告)号：CN112198344B
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN202011118941.7
申请日：2020-10-19
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种全自由度无轴承电机测试平台，属于电机实验与测试领域。包括旋转结构、安装台，以及关于轴向对称由里及外依次安装于安装台上的L支架、压力测量结构以及径向加载结构；所述安装台安装于旋转结构上，用于通过旋转结构控制安装台与安装于安装台上的测试设备实现在不同无轴承电机安装方式下测试全自由度无轴承电机的电机性能。本发明当进行全自由度无轴承电机动态性能试验时，不使用机械轴承作为支撑作用，可以真实反映、测试全自由度无轴承电机的各自由度动态悬浮性能。
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公开(公告)号：CN117168288A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311043751.7
申请日：2023-08-17
申请人： 华中科技大学
IPC分类号： G01B7/02
摘要： 本发明公开了一种无轴承电机转子位移检测方法、装置及系统，属于无轴承电机技术领域，包括：在无轴承电机的定子槽内设置三个探测线圈，分别为第一探测线圈、第二探测线圈和第三探测线圈；三个探测线圈对应的槽矢量的空间位置分别与无轴承电机的A、B、C三相绕组的轴线一致，三个探测线圈依次串联，第三探测线圈另一端端接地，第一探测线圈另一端构成探测端；测量探测端的感应电势V，根据其基波幅值|V|计算转子偏心距，并计算感应电势V基波成分的相位与A相绕组轴线之间的相位差，作为转子的偏心方向，由转子偏心距和转子偏心方向共同构成转子的位移检测结果。本发明能够提高无轴承供电机转子位移检测的集成度和可靠性，同时降低检测成本。
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公开(公告)号：CN114421680B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202210030904.3
申请日：2022-01-12
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种无轴承电机的多相并联式集成绕组设计方法，属于电机技术领域，通过电机基本参数计算出绘制槽号相位图所必须的参数并绘制出转矩相位图和悬浮相位图；依据对称性原则对转矩相位图中的槽号进行分相操作，在悬浮相位图中标注转矩相位图中的分相结果，从而悬浮绕组中需通入反相悬浮电流的线圈；最后归纳各相中各个槽号的相位以及通入悬浮电流的方向，完成多相并联式集成绕组设计。本发明克服了槽矢量星形图法在电机槽数较多或相数较多时绘制复杂的缺点，降低了时间和人力成本，有利于拓宽设计和应用范围。此外，应用本发明所设计的绕组的无轴承电机在保持高功率密度特性的同时，还具备良好的悬浮性能。
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公开(公告)号：CN114421680A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202210030904.3
申请日：2022-01-12
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种无轴承电机的多相并联式集成绕组设计方法，属于电机技术领域，通过电机基本参数计算出绘制槽号相位图所必须的参数并绘制出转矩相位图和悬浮相位图；依据对称性原则对转矩相位图中的槽号进行分相操作，在悬浮相位图中标注转矩相位图中的分相结果，从而悬浮绕组中需通入反相悬浮电流的线圈；最后归纳各相中各个槽号的相位以及通入悬浮电流的方向，完成多相并联式集成绕组设计。本发明克服了槽矢量星形图法在电机槽数较多或相数较多时绘制复杂的缺点，降低了时间和人力成本，有利于拓宽设计和应用范围。此外，应用本发明所设计的绕组的无轴承电机在保持高功率密度特性的同时，还具备良好的悬浮性能。
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公开(公告)号：CN112152363B
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN202011126099.1
申请日：2020-10-20
申请人： 华中科技大学
摘要： 本发明公开了一种单定子励磁的盘式全自由度无轴承电机及其控制方法，属于电机设计与控制领域。本发明只依靠电机定转子以及对应的控制方法即可实现对转子全部自由度的主动控制，因此各自由度可以拥有较大的阻尼，提高了全自由度无轴承电机系统的抗扰动性能，进而增强了无轴承电机系统稳定性；由于无需采用被动磁轴承结构，因此相比当前常规的无轴承电机，本发明的电机系统结构更加紧凑，可以实现很大的功率密度与转矩密度。本发明提出的全自由度无轴承电机结构上与传统盘式电机差别不大，因此可以直接参考现有盘式电机成熟的加工工艺，可加工性好，便于大范围推广。
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