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采用稀土高韌性車輪與傳統(tǒng)車輪相比，可提高壽命 2 倍，同時(shí)與鐵路軌道線路匹配，降低摩擦力和磨耗比，為國家節(jié)省大量車輪和鋼軌材料，節(jié)能環(huán)保。 產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度達(dá)到 800MPa, 布氏硬度大于 HB300，延伸率大于 6%，使用壽命達(dá)到傳統(tǒng)車輪的 2 倍。

高速永磁電機(jī)無需借助維護(hù)困難、體積龐大的齒輪增速箱即可同軸連接至風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵、透平膨脹機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等高速負(fù)載或原動機(jī)，提高了系統(tǒng)的可靠性、降低了維護(hù)成本，并可實(shí)現(xiàn)無油驅(qū)動。 東南大學(xué)電氣工程學(xué)院課題組緊緊把握這一契機(jī)，在高速永磁電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、溫升分析與冷卻設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分析等方面做了深入的研究工作。設(shè)計(jì)并應(yīng)用了36000轉(zhuǎn)/75kW, 24000轉(zhuǎn)/140kW, 18000轉(zhuǎn)/300kW工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)/空壓機(jī)用高速永磁同步電機(jī)。

本發(fā)明提供了一種永磁同步磁懸浮平面電機(jī)，包括動子和定子，所述定子采用特定的二維永磁體陣列，該二維永磁體陣列中第一主永磁體和第二主永磁體沿 X 方向和 Y 方向交錯(cuò)排列成平面陣列，第一主永磁體的四周布置有四個(gè)第二副永磁體，第二主永磁體四周布置有四個(gè)第三副永磁體，第一副永磁體布置在第二副永磁體和第三副永磁體之間，且各永磁體與相鄰永磁體的側(cè)面相互貼合，二維永磁體陣列內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的永磁體的磁化方向之間的夾角均為 45°。通過采用如上所述的特定二維永磁體陣列，使得該電機(jī)的磁場強(qiáng)度高，正弦特性好，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的

本項(xiàng)目的主要目的是針對現(xiàn)有分界開關(guān)的問題，研制具有可靠的零序保護(hù)能力和高可靠性免維護(hù)的智能分界開關(guān)系列產(chǎn)品，同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離同步顯示控制遙控操作，減少現(xiàn)場人員爬桿，實(shí)現(xiàn)完整的10KV分支線路遠(yuǎn)程監(jiān)控，取代需要經(jīng)常更換維護(hù)的儲能電池。 本項(xiàng)目的研制和投產(chǎn)對于增強(qiáng)我省10KV分支線路配電網(wǎng)智能化的水平，提高我省電力自動化設(shè)備和配電網(wǎng)智能化設(shè)備的研制生產(chǎn)能力，具有顯著意義。 主要特色以及技術(shù)創(chuàng)新如下所示： （1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較大的線圈勵磁電流，使

本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)模型預(yù)測控制方法，包括以下 步驟：(1)在當(dāng)前時(shí)刻 k 將采集的三相電流轉(zhuǎn)換到αβ坐標(biāo)系；(2)依據(jù) αβ坐標(biāo)系的電流值預(yù)測k+1時(shí)刻的電流值和k+2時(shí)刻的電流參考值； (3)以k+2時(shí)刻的電流參考值為控制目標(biāo)，依據(jù)k+1時(shí)刻電流值計(jì)算k+1時(shí)刻的電壓控制矢量參考值；(4)解析 k+1 時(shí)刻的電壓控制矢量參考值 對應(yīng)的角度，判定該角度所屬的扇區(qū)，從扇區(qū)中提取候選電壓控制矢 量；(5)將候選電壓控制矢量代入目標(biāo)函數(shù)，選取使得目標(biāo)函數(shù)值最小 對應(yīng)的候選電壓控制矢量作為最佳電壓

本技術(shù)基于脈沖充退磁的原理，提出了一種針對大型永磁電機(jī)進(jìn)行整體充退磁的新方法，能夠在磁極裝配至轉(zhuǎn)子表面后再對其進(jìn)行充退磁，極大地提高了大型永磁電機(jī)的充退磁效率和容錯(cuò)率。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 因高功率密度等優(yōu)勢，永磁電機(jī)被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、家用電器、工業(yè)驅(qū)動與控制等領(lǐng)域，且市場潛力巨大。譬如，永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑超過4.3米，高度達(dá)1.5米，共有84個(gè)永磁磁極，每個(gè)磁極由20多個(gè)磁鋼塊拼裝而成，傳統(tǒng)制造過程中通常需對單個(gè)磁鋼塊充退磁使其帶磁性后再由人工組裝到轉(zhuǎn)子表面，這種方法不僅效率低，而且一旦有充退磁不完全的小磁鋼被裝配成磁極，便會影響整個(gè)發(fā)電機(jī)組的性能，這時(shí)若想重新進(jìn)行充退磁，便只能將整個(gè)磁極拆卸后再次充退磁，操作繁瑣且容錯(cuò)率低。 本技術(shù)基于脈沖充退磁的原理，提出了一種針對大型永磁電機(jī)進(jìn)行整體充退磁的新方法，能夠在磁極裝配至轉(zhuǎn)子表面后再對其進(jìn)行充退磁，極大地提高了大型永磁電機(jī)的充退磁效率和容錯(cuò)率。

單分子磁體是一類具有強(qiáng)易軸各向異性的分子納米磁體，可以在特定溫度以下表現(xiàn)出磁滯等類似磁體的行為，是一種超順磁態(tài)。分子中僅含有一個(gè)金屬離子的單分子磁體通常被稱為單離子磁體，近20年來，人們通常可以使用各向異性很強(qiáng)的稀土離子來構(gòu)筑單離子磁體。稀土離子配合物往往具有較低的對稱性，因此很難從幾何結(jié)構(gòu)上確定稀土離子的磁各向異性軸和4f電子云的結(jié)構(gòu)。 北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院高松教授，王炳武副教授和蔣尚達(dá)副研究員等近些年設(shè)計(jì)合成了大量稀土單離子磁體，并發(fā)展了多種方法研究稀土離子的磁軸取向。2010年該課題組報(bào)道了基于雙酮配體的稀土鏑單離子磁體（Angew. Chem., Int. Ed., 2010, 49, 7448）。經(jīng)過系統(tǒng)研究，蔣尚達(dá)副研究員發(fā)現(xiàn)在某些特殊對稱性下，晶體和分子的磁各向異性軸嚴(yán)格重合，通過單晶轉(zhuǎn)動實(shí)驗(yàn)確定晶體的磁化率張量，進(jìn)而求得晶體和分子的各向異性軸（Jiang SD., Wang BW., Gao S. (2014) Advances in Lanthanide Single-Ion Magnets. In: Gao S. (eds) Molecular Nanomagnets and Related Phenomena. Structure and Bonding, vol 164. Springer, Berlin, Heidelberg）。2015年，蔣尚達(dá)和高松教授通過該方法首次確定了雙酮類稀土單離子磁體的磁易軸取向，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果與量子化學(xué)從頭算以及晶體場分析的結(jié)果非常接近，該工作發(fā)表在英國皇家化學(xué)會的旗艦雜志《化學(xué)科學(xué)》上（Chem. Sci., 2015, 6, 4587）。

永磁電機(jī)的位置傳感器增加的電機(jī)的成本，降低了電機(jī)的可靠性。在風(fēng)機(jī)、水泵等領(lǐng)域應(yīng)用的電機(jī)，可以通過控制的方法，去掉電機(jī)的位置傳感器，減少成本并提高系統(tǒng)可靠性。本課題組針對高速電機(jī)無位置傳感器控制中所存在的問題，在建立精確離散化的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于離散滑模理論、狀態(tài)觀測器等方法的轉(zhuǎn)子位置觀測器，實(shí)現(xiàn)了10kHz控制頻率下的10萬轉(zhuǎn)高速電機(jī)的無位置傳感器控制，以及快速正反轉(zhuǎn)啟動。

一、概述永磁電機(jī)因具有效率高、體積小、重量輕、噪音低和調(diào)速方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，近些年在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展和越來越廣泛的應(yīng)用。我國稀土材料非常豐富，幾十千瓦以下的永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已十分成熟。在國民經(jīng)濟(jì)各方面被廣泛使用，在家用電器及電動車輛和電動工具等許多應(yīng)用領(lǐng)域都正在取代感應(yīng)電機(jī)、有刷直流電機(jī)或燃油動力機(jī)械，顯示出旺盛的發(fā)展趨勢。號稱是其他一切電機(jī)的替代品。 高性能永磁電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)及產(chǎn)品填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)空白達(dá)到國際領(lǐng)先水平。二、永磁電機(jī)及驅(qū)動控制電動機(jī)包括永磁同步電機(jī)( PMSM，正弦波驅(qū)動)和無刷直流電機(jī)( BLDC，梯形波驅(qū)動) 兩大系列。是符合國家節(jié)能、環(huán)保基本國策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高新技術(shù)產(chǎn)品。現(xiàn)在國內(nèi)永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已很成熟。必須有合適的驅(qū)動器控制才能工作。驅(qū)動控制器的技術(shù)含量高、控制復(fù)雜，但產(chǎn)品的生產(chǎn)過程相對容易。三、所做的工作及取得的成果多年來，我們對永磁電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)進(jìn)行了不斷的研究和開發(fā)，取得了多項(xiàng)成果，填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)空白。在國內(nèi)最先采用無位置傳感器正弦波控制技術(shù)開發(fā)出了多種驅(qū)動控制器產(chǎn)品，主要指標(biāo)達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品的水平。根據(jù)用戶或產(chǎn)品需要，可采用有/無三相霍爾位置傳感器的正弦波或梯形波控制方案。（建議首選無位置傳感器正弦控制方案）。獨(dú)特的控制算法、高性價(jià)比的電路結(jié)構(gòu)、優(yōu)良可靠的控制性能及可為用戶專門設(shè)計(jì)是本變頻驅(qū)動控制技術(shù)的顯著特色。四、已有的技術(shù)和產(chǎn)品變頻家電（冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等）的變頻調(diào)速驅(qū)動控制技術(shù)及系列產(chǎn)品。電動工具和車輛船只等由蓄電池供電的變頻調(diào)速驅(qū)動控制技術(shù)及系列產(chǎn)品。由市電供電的專用變頻驅(qū)動控制器系列產(chǎn)品。機(jī)載、車載、船用等特種變頻驅(qū)動控制器系列產(chǎn)品。能使移動或獨(dú)立發(fā)電機(jī)組輸出完美正弦電壓的永磁同步發(fā)電機(jī)的控制和電能變換技術(shù)及系列產(chǎn)品。特殊用途的變頻驅(qū)動控制技術(shù)及系列產(chǎn)品。五、若干的國內(nèi)首創(chuàng)六、各種變頻驅(qū)動控制器產(chǎn)品七、在電動車輛和船只上的應(yīng)用八、在電動工具上的應(yīng)用九、數(shù)碼發(fā)電機(jī)及應(yīng)用十、微型壓縮機(jī)及應(yīng)用十一、主要技術(shù)特點(diǎn)采用最新控制技術(shù)，特別是無位置傳感器正弦控制技術(shù)，在國內(nèi)外處于領(lǐng)先水平。一些產(chǎn)品的指標(biāo)達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品的水平。核心控制芯片選用低成本的通用單片機(jī)，不受專用芯片的各種限制。具有完全獨(dú)立的自有知識產(chǎn)權(quán)。開發(fā)移植方便，周期短，很容易擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。可為各種電機(jī)和壓縮機(jī)提供最佳的變頻驅(qū)動控制。成本低，性價(jià)比高，通用性強(qiáng)，便于生產(chǎn)。