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公开(公告)号：CN116498651B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202310459821.0
申请日：2023-04-21
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种用于磁悬浮轴承的开关短路容错控制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域。N轴磁悬浮轴承包含2N个H半桥驱动拓扑，2N个绕组和1个直流电压源。在系统正常运行时对各绕组电流及电流环输出的调制波值进行实时监测，当出现开关器件短路故障时，通过对各绕组电流的值及对应电流环输出的调制波值进行判断，识别发生短路故障的开关器件。通过引入磁悬浮轴承电磁力的物理模型，实现对应绕组电流的重新分配，重构所需的电磁力，保证转子的正常悬浮，避免因转子跌落造成系统停机等严重故障。该方法能够有效防止开关短路故障时磁悬浮轴承系统失稳，避免转子跌落，使磁悬浮轴承系统具备开关短路容错运行的能力，有效提升系统可靠性。
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公开(公告)号：CN114564824A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210155891.2
申请日：2022-02-21
Applicant: 华中科技大学 , 东莞华工能源技术有限公司
IPC: G06F30/20 , G06K9/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮轴承系统的扰动抑制效果检测方法及其装置，其方法包括：当磁悬浮轴承高速旋转出现扰动时采集转子的扰动力，基于扰动力计算产生相同扰动的谐波电流；当磁悬浮轴承处于静态悬浮条件且无扰动时，将谐波电流叠加至线圈原始电流以模拟扰动；将位置控制器中加入扰动控制算法，验证所述控制算法对扰动的抑制效果。由于整个模拟扰动的过程与扰动抑制算法的验证是在磁轴承静态悬浮条件下完成的，降低了高转速下扰动抑制算法失效所带来的实验风险。
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公开(公告)号：CN114263677A
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202111613678.3
申请日：2021-12-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的五桥臂容错控制方法及系统，属于磁悬浮轴承电力电子容错控制领域，容错控制方法包括：在正常工作模式下，将4个绕组上的电流指令值通过矩阵变换为五个桥臂中点平均电压指令值；实时监测五个桥臂中点平均电压指令值的变化，并将其与设定的阈值进行比较，判定有无可控开关发生故障；根据故障位置的不同，对4个绕组上的电流方向和可控开关进行切换至对应的容错工作模式。本发明对于两轴磁轴承的4个绕组只需要五个桥臂进行控制，五个桥臂中点平均电压均可控，并且相比于反向共桥臂拓扑结构可实现较高的电压利用率，提升了现有的有源磁悬浮轴承系统的可靠性和稳定性。
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公开(公告)号：CN113282115B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202110597800.6
申请日：2021-05-31
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D13/62 , G01B21/02 , G01H17/00 , G01M13/045
Abstract: 本发明公开了一种相移广义积分扩张状态观测器、振动抑制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域，包括：误差获取模块，用于将当前控制周期内的位移信号qj与上一控制周期内的位移观测值zj1(p)作差，得到位移误差ej；第三观测模块，用于将ej按照l3放大后，分别进行积分和按照传递函数进行变换，并将积分结果和变换结果相加，得到广义扰动观测值zj3；第二观测模块，用于根据磁悬浮轴承当前控制周期内在目标自由度的控制电流信号icj和广义扰动观测值zj3计算位移一阶导数观测值zj2；第一观测模块，用于根据位移一阶导数观测值zj2和位移误差ej计算位移观测值zj1。本发明能够实现低转速下的稳定悬浮与振动抑制，拓宽了磁悬浮轴承稳定运行的转速范围。
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公开(公告)号：CN113282115A
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN202110597800.6
申请日：2021-05-31
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D13/62 , G01B21/02 , G01H17/00 , G01M13/045
Abstract: 本发明公开了一种相移广义积分扩张状态观测器、振动抑制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域，包括：误差获取模块，用于将当前控制周期内的位移信号qj与上一控制周期内的位移观测值zj1(p)作差，得到位移误差ej；第三观测模块，用于将ej按照l3放大后，分别进行积分和按照传递函数进行变换，并将积分结果和变换结果相加，得到广义扰动观测值zj3；第二观测模块，用于根据磁悬浮轴承当前控制周期内在目标自由度的控制电流信号icj和广义扰动观测值zj3计算位移一阶导数观测值zj2；第一观测模块，用于根据位移一阶导数观测值zj2和位移误差ej计算位移观测值zj1。本发明能够实现低转速下的稳定悬浮与振动抑制，拓宽了磁悬浮轴承稳定运行的转速范围。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114336763B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202210038590.1
申请日：2022-01-13
Applicant: 华中科技大学
IPC: H02J3/38 , H02J7/04 , H02M7/5387 , H02M7/5395 , B60L53/22
Abstract: 本发明公开了三相串联绕组的单相并网零转矩集成充电结构及充电方法，属于电动汽车领域。在开绕组电机静止坐标系下，采用比例‑谐振调节器控制单相并网电流。其中，0轴电流可以分担并网电流在αβ轴上的分量，减小脉振电流，降低对永磁体的损耗。由上述αβ0三轴电流控制算法得到四组桥臂输出电压指令后，通过载波比较的方法，得到逆变器的驱动信号，进而实现整体单相并网充电控制。本发明提供的充电方案可以保障桥臂电流应力均分，在单相充电电流一定的情况下将整体桥臂损耗降至最低。此外，对于含永磁体的开绕组电机，该方案在整体充电功率不变的情况下，能大幅减小充磁弱磁电流，对永磁体损耗较小。
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公开(公告)号：CN116498651A
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202310459821.0
申请日：2023-04-21
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种用于磁悬浮轴承的开关短路容错控制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域。N轴磁悬浮轴承包含2N个H半桥驱动拓扑，2N个绕组和1个直流电压源。在系统正常运行时对各绕组电流及电流环输出的调制波值进行实时监测，当出现开关器件短路故障时，通过对各绕组电流的值及对应电流环输出的调制波值进行判断，识别发生短路故障的开关器件。通过引入磁悬浮轴承电磁力的物理模型，实现对应绕组电流的重新分配，重构所需的电磁力，保证转子的正常悬浮，避免因转子跌落造成系统停机等严重故障。该方法能够有效防止开关短路故障时磁悬浮轴承系统失稳，避免转子跌落，使磁悬浮轴承系统具备开关短路容错运行的能力，有效提升系统可靠性。
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公开(公告)号：CN114263677B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202111613678.3
申请日：2021-12-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的五桥臂容错控制方法及系统，属于磁悬浮轴承电力电子容错控制领域，容错控制方法包括：在正常工作模式下，将4个绕组上的电流指令值通过矩阵变换为五个桥臂中点平均电压指令值；实时监测五个桥臂中点平均电压指令值的变化，并将其与设定的阈值进行比较，判定有无可控开关发生故障；根据故障位置的不同，对4个绕组上的电流方向和可控开关进行切换至对应的容错工作模式。本发明对于两轴磁轴承的4个绕组只需要五个桥臂进行控制，五个桥臂中点平均电压均可控，并且相比于反向共桥臂拓扑结构可实现较高的电压利用率，提升了现有的有源磁悬浮轴承系统的可靠性和稳定性。
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公开(公告)号：CN112815008B
公开(公告)日：2022-02-15
申请号：CN202110299997.5
申请日：2021-03-22
Applicant: 华中科技大学 , 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路、磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路的开关断路故障容错系统及方法。采用四相全桥拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，基于主动磁悬浮轴承中绕组电流单向流动的特性，对开关器件进行冗余设计，具有正常模式和容错模式，当开关器件发生故障时，使故障开关管不参与电流控制，利用冗余的开关元件来实现对磁悬浮轴承系统的稳定控制，能够在容错工况下保持系统不停机运行，保证转子不发生跌落，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障容错能力。
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公开(公告)号：CN112815008A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110299997.5
申请日：2021-03-22
Applicant: 华中科技大学 , 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路、磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路的开关断路故障容错系统及方法。采用四相全桥拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，基于主动磁悬浮轴承中绕组电流单向流动的特性，对开关器件进行冗余设计，具有正常模式和容错模式，当开关器件发生故障时，使故障开关管不参与电流控制，利用冗余的开关元件来实现对磁悬浮轴承系统的稳定控制，能够在容错工况下保持系统不停机运行，保证转子不发生跌落，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障容错能力。
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