本書作者團隊深耕永磁容錯電機系統研究十余年，率先開展永磁電機容錯設計理論、分析方法和容錯控制的工作，取得了一系列創新性成果，并實現了在航空航天等領域的工程應用，綜合性能達到國際先進水平。本書全面闡述了永磁容錯電機系統的設計及驅動控制思想。全書共10章，圍繞永磁容錯電機系統這一主題，詳細闡述了提升永磁電機容錯能力的設計理論和方法。利用磁齒輪效應，提升永磁容錯電機的低速大轉矩能力。最后，針對該類新型電機系統，從容錯運行原理、變流器結構、驅動控制技術等方面構建多種高性能容錯控制策略，突破了電機系統容錯能力差的瓶頸。
承擔國家自然科學基金重大項目、國家科技重大專項等20余項國家級、省部級科研項目，獲國家技術發明二等獎1項、省部級科技成果一等獎3項。入選江蘇特聘教授、江蘇省“333工程”中青年科技領軍人才，獲評江蘇省教育工作先進個人，是江蘇省優秀博士學位論文指導老師。
目錄
前言
第1章 容錯電機系統概述 1
1.1 電機系統可靠性問題的提出 1
1.2 電機系統可靠性技術研究現狀 1
1.2.1 可靠性基本理論 2
1.2.2 電機系統主要故障 4
1.3 容錯電機拓撲結構 5
1.4 容錯驅動控制系統 8
1.4.1 容錯控制方法 9
1.4.2 最優容錯電流的生成 10
1.4.3 參考容錯電流的精確跟蹤.11
1.5 本章小結 11
參考文獻 11
第2章 永磁電機容錯設計理論 15
2.1 引言 15
2.2 永磁容錯電機關鍵參數.15
2.2.1 繞組因數 15
2.2.2 耦合因子 17
2.2.3 漏感系數 20
2.2.4 槽極配合 20
2.3 電機尺寸參數計算與優化 21
2.3.1 電機尺寸計算 21
2.3.2 電機拓撲結構 23
2.3.3 電機參數優化 25
2.4 電機性能分析.32
2.4.1 電磁性能分析 32
2.4.2 容錯性能分析 42
2.5 實驗驗證 43
2.6 本章小結 46
參考文獻 46
第3章 永磁容錯電機磁場調制設計方法 48
3.1 引言 48
3.2 磁齒輪效應 48
3.2.1 磁齒輪結構 48
3.2.2 磁齒輪運行原理 49
3.2.3 磁齒輪運行原理驗證 51
3.3 復合磁齒輪永磁容錯電機 54
3.3.1 電機拓撲結構設計 54
3.3.2 復合磁齒輪永磁容錯電機仿真分析與實驗驗證 60
3.4 永磁容錯游標電機 68
3.4.1 永磁游標電機結構特征與工作原理 68
3.4.2 永磁容錯游標電機拓撲結構 72
3.4.3 永磁容錯游標電機仿真分析與實驗驗證 83
3.5 本章小結 88
參考文獻 89
第4章 磁通切換式永磁容錯電機 91
4.1 引言 91
4.2 磁通切換式永磁容錯電機結構特征和運行原理 91
4.3 電機氣隙磁密諧波分析 97
4.3.1 空載氣隙磁密 98
4.3.2 電樞磁場氣隙磁密 100
4.3.3 有限元仿真驗證 105
4.4 電機轉矩 107
4.5 永磁體渦流損耗及其抑制 111
4.5.1 渦流損耗模型 111
4.5.2 新轉子磁障結構 114
4.5.3 磁障對電機電磁性能的影響 115
4.6 實驗驗證 119
4.7 本章小結 123
參考文獻 124
第5章 基于滯環脈寬調制技術的容錯控制策略 126
5.1 引言.126
5.2 正弦反電勢永磁容錯電機開路容錯控制策略 126
5.3 正弦反電勢永磁容錯電機短路容錯控制策略 129
5.4 梯形反電勢永磁容錯電機的容錯控制策略 131
5.5 仿真分析與實驗驗證 134
5.5.1 仿真分析 134
5.5.2 實驗驗證 136
5.6 本章小結 138
參考文獻 138
第6章 基于載波脈寬調制技術的容錯控制策略 140
6.1 引言 140
6.2 降階變換矩陣 140
6.2.1 基波空間系數的確定 140
6.2.2 三維空間矩陣求解 144
6.3 基于降階矩陣的數學模型 145
6.3.1 單相開路故障下的解耦模型 145
6.3.2 雙相開路故障下的解耦模型 148
6.3.3 單相短路故障下的解耦模型 149
6.4 基于CPWM的容錯控制 150
6.4.1 僅基波空間容錯控制 150
6.4.2 三維空間諧波注入容錯控制 153
6.5 仿真分析與實驗驗證 162
6.5.1 仿真分析 162
6.5.2 實驗驗證 165
6.6 本章小結 169
參考文獻 169
第7章 基于空間電壓矢量調制技術的全矢量容錯控制策略 171
7.1 引言 171
7.2 正常運行 SVPWM調制技術 171
7.2.1 逆變器模型及空間電壓矢量分析 171
7.2.2 相鄰最大兩矢量SVPWM 173
7.2.3 相鄰最近四矢量SVPWM 175
7.3 容錯運行SVPWM調制方式.177
7.3.1 電機缺相時空間電壓矢量分布 178
7.3.2 對稱容錯SVPWM 179
7.3.3 不對稱容錯 SVPWM 182
7.4 全矢量容錯控制仿真與實驗 183
7.4.1 仿真分析 183
7.4.2 實驗驗證 185
7.5 本章小結 188
參考文獻 188
第8章 基于直接轉矩的容錯控制策略 189
8.1 引言 189
8.2 控制結構重構 189
8.2.1 降階變換矩陣的確定 189
8.2.2 故障下的數學模型 197
8.3 容錯DTC開關表 198
8.3.1 DTC容錯控制單矢量開關表 198
8.3.2 DTC容錯控制虛擬電壓矢量開關表 199
8.4 基于DTC的容錯控制 200
8.4.1 單矢量DTC容錯控制 200
8.4.2 虛擬電壓矢量DTC容錯控制 202
8.5 仿真分析與實驗驗證.204
8.5.1 仿真分析 204
8.5.2 實驗驗證 204
8.6 本章小結 208
參考文獻 208
第9章 基于模型預測的容錯控制策略 209
9.1 引言 209
9.2 控制結構重構 209
9.2.1 降階變換矩陣的確定 209
9.2.2 故障下的數學模型 211
9.3 故障控制集 214
9.3.1 基本控制集 214
9.3.2 多矢量控制集 218
9.4 基于有限控制集模型預測的容錯控制 220
9.4.1 基于單矢量的模型預測容錯控制 220
9.4.2 基于多矢量的模型預測容錯控制 224
9.5 仿真分析與實驗驗證 226
9.6 本章小結 231
參考文獻 231
第10章 考慮磁阻轉矩的容錯控制策略 233
10.1 引言 233
10.2 MTPA容錯控制必要性分析 233
10.3 正常運行MTPA控制策略 234
10.3.1 MTPA控制發展.234
10.3.2 基于矢量注入的MTPA控制 235
10.3.3 虛擬信號注入的MTPA控制 238
10.4 容錯運行MTPA控制策略 241
10.4.1 單相開路 241
10.4.2 雙相開路 243
10.5 仿真分析與實驗驗證 245
10.6 本章小結 252
參考文獻 253
索引 255
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