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新能源发电与电动车电机系统关键技术及应用

发布时间： 2024-01-29

获奖证书编号：2022-HJC-1-01

针对可持续发展和环境保护的国家重大需求，碳达峰、碳中和目标要求，以及交通电动化、分布式新能源发电的必然趋势，在宽广多变工况下实现高功率密度、高可靠性、高效率、低成本是新能源发电与电动车电机系统共性需求；开关磁阻电机系统在降低系统成本、提高功率密度和效率及可靠性方面，具有明显优势。

通过产学研联合攻关新能源发电与电动车开关磁阻电机系统关键技术，取得了以下创新成果：

1. 发明了开关磁阻电机非线性电磁建模和铁耗快速计算方法，为开关磁阻电机健康维护与失效预防，解决了开关磁阻电机电磁特性实时获取和精确监控的难题。

2. 发明了开关磁阻电机模块化定子结构、功率变换器驱动电路，提高了开关磁阻电机和功率变换器的可靠性。

3. 发明了开关磁阻电机相电流重构方法和开闭环迭代学习相电流控制方法，为多变量、强耦合、高度非线性开关磁阻电机系统健康维护与失效预防的准确预知和定位， 实现了相电流可靠观测和精确跟踪，在此基础上，发明了相电流小波低频系数特征量提取方法，诊断出开关磁阻电机功率变换器主开关短路故障和开路故障。

4. 发明了开关磁阻电机无位置检测器控制方法，免除了位置检测器健康维护要求， 避免了位置检测器失效引起的系统故障，保障了开关磁阻电机系统按照最小磁阻原理运行。

应用本项目技术制造的开关磁阻电机系统，已在低速电动车、电动叉车、小型风力发电机系统、海浪发电机系统制造企业推广应用。

获授权中国发明专利 69 件、美国专利 15 件，登记中国软件著作权 3 件；在业界公认的国际顶级或重要科技期刊和具有国际影响力的国内科技期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》、《IEEE Transactions on Power Electronics》、《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》、《IEEE Transactions on Transportation Electrification》、《中国电机工程学报》、《电工技术学报》等发表论文 90 篇。第一完成人陈昊教授获第三届江苏省专利发明人奖。突破了新能源发电与电动车电机系统 “ 卡脖子 ” 关键技术， 占领了国际知识产权和产业技术制高点；引领了电动车驱动电机、小型风力发电机、海浪发电机无稀土化产业发展方向。

该项目获得第九届淮海科学技术奖一等奖，主要完成人：陈昊、肖茂华、闫文举、王星、钱春虎、张珂、巩士磊、周大林、方成辉、王国平，完成单位：中国矿业大学、南京农业大学、烟台仙崴机电有限公司、江苏金光电机科技有限公司、荣成市荣佳动力有限公司。

来源：淮海科学技术奖委员会办公室