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科技转化成果公示〔2024〕68号——磁悬浮轴承高速电机系统技术

发表时间:2024-12-23 作者:唐秀 浏览次数:

根据《华中科技大学科技成果转化管理办法》规定,对我校电气与电子工程学院李健老师团队的“磁悬浮轴承高速电机系统技术”成果转化相关事项公示如下:

一、成果名称及简介

成果包含14项知识产权:

(1)发明专利:磁悬浮转子系统同步振动抑制方法、系统、存储介质及终端

发明人:李健,张鹏飞,徐宏伟

专利号:ZL202210275496.8

专利权人:华中科技大学

简介:本发明公开了一种磁悬浮转子系统同步振动抑制方法及系统,方法包括如下步骤S100:将磁悬浮轴承的转子位移在X和Y轴方向进行分解;S200:对轴承X和Y轴方向线圈电流进行采样,将采样的电流先通过一个带通滤波器,提取基频分量,构造锁相环的输入,进行PI调节,得到估测转速;S300:对转子X和Y轴方向位移进行采样,将位移偏差进行坐标变换,坐标变换角度是对估测转速的积分。得到旋转坐标系下的位移偏差,将坐标变换后的位移偏差经过PI控制器,得到旋转坐标系下的补偿电流,在旋转坐标系下消除同步振动;S400:将旋转坐标系下的补偿电流进行坐标变换,得到静止坐标系下的补偿电流,将补偿电流施加到磁悬浮轴承线圈上,完全消除同步振动。本发明的方法完全消除同步振动,提高控制性能。

(2)发明专利:电机电磁力与电磁振动噪声分析方法及系统

发明人:卢阳,李健,徐宏伟

专利号:ZL202011426440.5

专利权人:华中科技大学

简介:本发明公开了一种电机电磁力及电磁振动噪声分析方法及系统,所述方法包括S100:确定电机的运行工况,获得电机任意时刻的相电流,确定电机的槽磁动势函数和槽矩阵及电机任意时刻的电枢磁动势;S200:建立电机静态有限元模型,并分析该电机永磁体磁动势以及该电机定子和转子的复数气隙磁导函数;S300:获得该电机的气隙磁密,获得所述电机每个定子齿上所受的电磁力;S400:建立电机的三维结构有限元模型,并分析电机的振动传递函数;S500:计算电机在任意电磁力激励下的振动速度和振动加速度,基于振动速度和振动加速度获得电机辐射的声压级和声功率。本发明可对电机各种工况下的电磁力及电磁振动噪声进行快速评估与分析,大幅提升电机振动噪声计算与优化效率。

(3)发明专利:一种具有绕组端部冷却结构的定子结构及其电机

发明人:李健,赖俊全

专利号:ZL201810074462.6

专利权人:华中科技大学

简介:本发明公开了一种定子密封结构,用于实现电机定子的完整密封,包括对称设于定子(2)两端部的第一端部密封板(4)和第二端部密封板(3),对应所述第一端部密封板(4)外侧设有第一端部密封板压环(6),所述第二端部密封板(3)外侧设有第二端部密封板压环(5),所述定子(2)的定子槽(204)内设有槽内冷却管道(13),该槽内冷却管道(13)底部设有槽楔(12)。本发明的密封结构,通过在电机端面设置端部密封板与端部密封板压环以及对电机定子槽口处空腔进行灌胶处理,实现电机定子的完整密封,有效隔离电机定子与转子,且上述密封组件不占用电机气隙空间,电机气隙尺寸较小,进一步提高了电机的转矩密度和功率密度。

(4)软件著作权:电机振动计算与分析软件1.0

设计人:卢阳,李健,徐宏伟

登记号:2024SR0882375

证书号:软著登字第13286248号

著作权人:华中科技大学

简介:电机振动噪声与电机内部电磁力分布、电机结构特性以及运行工况密切相关,高速电机振动与转子动力学特性是磁悬浮轴承系统稳定控制的基础。另一方面,高速电机电感小,电流谐波大,高频谐波引起的高频振动是其振动噪声的主要来源。为了准确对电机振动噪声进行评估,给高速电机振动及转子动力学快速评估提供有力工具,急需一种能准确快速计算电机电磁力及电磁振动噪声的方法。研发团队设计了一款电机电磁力与电磁振动噪声分析方法及系统,可对电机各种工况下的电磁力及电磁振动噪声进行快速评估与分析,大幅提升电机振动噪声计算与优化效率,该软件相比现有的商业有限元软件计算速度可提升90%,且同时保证了较高的计算精度。同时解决了高速电机分段斜极转子结构的转子动力学精确评估难题,为高性能磁悬浮高速电机系统的开发提供技术支撑。目前,上述两项技术已完全应用于项目组各型号高速磁悬浮电机系统开发中。

(5)软件著作权:电机智能优化设计软件1.0

设计人:卢阳,李健,徐宏伟

登记号:2024SR0882376

证书号:软著登字第13286249号

著作权人:华中科技大学

简介:在高速电机设计方面,其受到电磁场、温度场、流体场、应力场、转子动力学、变流器供电特征、材料特性、加工工艺等多方面约束,各物理场间相互耦合、约束间彼此制约,寻找满足所有约束条件的方案并对其性能进行综合优化颇具难度。国内外学者在高速电机的多物理场分析方面开展了大量研究并取得了丰富的进展。然而,目前的优化对以上因素考虑得尚不全面,或者无法兼顾某些物理场分析的速度与精度,因而难以实现高速电机的大规模参数优化设计,电机开发周期较长。项目团队通过参数化建模、代理模型构建及智能优化算法等技术,开发电机智能优化设计软件,解决了高速电机全局优化设计难题。

(6)专有技术:电路图——磁浮轴承控制器硬件图纸

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

简介:控制板及功率板原理图、PCB图、BOM表,包含控制电路、采样调理电路、位置检测电路图、功率电路等。

(7)专有技术:仿真模型——37kW/35000rpm磁悬浮轴承系统SIMULINK

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(8)专有技术:仿真模型——75kW/40000rpm磁悬浮轴承系统SIMULINK

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(9)专有技术:仿真模型——200kW/30000rpm磁悬浮轴承系统SIMULINK

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(10)专有技术:仿真模型——350kW/20000rpm磁悬浮轴承系统SIMULINK

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

仿真模型简介:磁悬浮轴承控制系统的仿真模型,包括转子位置控制环及电流控制环,用于调整控制参数及检验整体系统稳定性。可额外添加振动控制、鲁棒控制等模块。

(11)专有技术:数模和图纸——37kW/35000rpm磁浮轴承高速电机

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(12)专有技术:数模和图纸——75kW/40000rpm磁浮轴承高速电机

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(13)专有技术:数模和图纸——350kW/20000rpm磁浮轴承高速电机

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

(14)专有技术:数模和图纸——200kW/30000rpm磁轴承高速电机

发明人:李健,卢阳

专利权人:华中科技大学

数模和图纸简介:电机整体模型,定子、机壳、端盖、转子、磁轴承、位置传感器等零部件工程图和装配图。

二、拟交易价格

作价投资:2053万元。

三、价格形成过程

学校委托评估公司对该项目进行资产评估,评估价值为2053万元。经全体发明人同意,并与长沙湘电电气技术有限公司协商,双方同意该成果以2053万元进行作价投资。

特此公示,公示期15日,自2024年12月23日起至2025年1月6日。如有异议,请于公示期内以书面形式实名向我院反映。

联系人:尹老师、徐老师

联系电话:87558732

科学技术发展院

2024年12月23日