本书作者团队深耕永磁容错电机系统研究十余年，率先开展永磁电机容错设计理论、分析方法和容错控制的工作，取得了一系列创新性成果，并实现了在航空航天等领域的工程应用，综合性能达到国际先进水平。本书全面阐述了永磁容错电机系统的设计及驱动控制思想。全书共10章，围绕永磁容错电机系统这一主题，详细阐述了提升永磁电机容错能力的设计理论和方法。利用磁齿轮效应，提升永磁容错电机的低速大转矩能力。最后，针对该类新型电机系统，从容错运行原理、变流器结构、驱动控制技术等方面构建多种高性能容错控制策略，突破了电机系统容错能力差的瓶颈。
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承担国家自然科学基金重大项目、国家科技重大专项等20余项国家级、省部级科研项目，获国家技术发明二等奖1项、省部级科技成果一等奖3项。入选江苏特聘教授、江苏省“333工程”中青年科技领军人才，获评江苏省教育工作先进个人，是江苏省优秀博士学位论文指导老师。
目录
前言
第1章 容错电机系统概述 1
1.1 电机系统可靠性问题的提出 1
1.2 电机系统可靠性技术研究现状 1
1.2.1 可靠性基本理论 2
1.2.2 电机系统主要故障 4
1.3 容错电机拓扑结构 5
1.4 容错驱动控制系统 8
1.4.1 容错控制方法 9
1.4.2 最优容错电流的生成 10
1.4.3 参考容错电流的精确跟踪.11
1.5 本章小结 11
参考文献 11
第2章 永磁电机容错设计理论 15
2.1 引言 15
2.2 永磁容错电机关键参数.15
2.2.1 绕组因数 15
2.2.2 耦合因子 17
2.2.3 漏感系数 20
2.2.4 槽极配合 20
2.3 电机尺寸参数计算与优化 21
2.3.1 电机尺寸计算 21
2.3.2 电机拓扑结构 23
2.3.3 电机参数优化 25
2.4 电机性能分析.32
2.4.1 电磁性能分析 32
2.4.2 容错性能分析 42
2.5 实验验证 43
2.6 本章小结 46
参考文献 46
第3章 永磁容错电机磁场调制设计方法 48
3.1 引言 48
3.2 磁齿轮效应 48
3.2.1 磁齿轮结构 48
3.2.2 磁齿轮运行原理 49
3.2.3 磁齿轮运行原理验证 51
3.3 复合磁齿轮永磁容错电机 54
3.3.1 电机拓扑结构设计 54
3.3.2 复合磁齿轮永磁容错电机仿真分析与实验验证 60
3.4 永磁容错游标电机 68
3.4.1 永磁游标电机结构特征与工作原理 68
3.4.2 永磁容错游标电机拓扑结构 72
3.4.3 永磁容错游标电机仿真分析与实验验证 83
3.5 本章小结 88
参考文献 89
第4章 磁通切换式永磁容错电机 91
4.1 引言 91
4.2 磁通切换式永磁容错电机结构特征和运行原理 91
4.3 电机气隙磁密谐波分析 97
4.3.1 空载气隙磁密 98
4.3.2 电枢磁场气隙磁密 100
4.3.3 有限元仿真验证 105
4.4 电机转矩 107
4.5 永磁体涡流损耗及其抑制 111
4.5.1 涡流损耗模型 111
4.5.2 新转子磁障结构 114
4.5.3 磁障对电机电磁性能的影响 115
4.6 实验验证 119
4.7 本章小结 123
参考文献 124
第5章 基于滞环脉宽调制技术的容错控制策略 126
5.1 引言.126
5.2 正弦反电势永磁容错电机开路容错控制策略 126
5.3 正弦反电势永磁容错电机短路容错控制策略 129
5.4 梯形反电势永磁容错电机的容错控制策略 131
5.5 仿真分析与实验验证 134
5.5.1 仿真分析 134
5.5.2 实验验证 136
5.6 本章小结 138
参考文献 138
第6章 基于载波脉宽调制技术的容错控制策略 140
6.1 引言 140
6.2 降阶变换矩阵 140
6.2.1 基波空间系数的确定 140
6.2.2 三维空间矩阵求解 144
6.3 基于降阶矩阵的数学模型 145
6.3.1 单相开路故障下的解耦模型 145
6.3.2 双相开路故障下的解耦模型 148
6.3.3 单相短路故障下的解耦模型 149
6.4 基于CPWM的容错控制 150
6.4.1 仅基波空间容错控制 150
6.4.2 三维空间谐波注入容错控制 153
6.5 仿真分析与实验验证 162
6.5.1 仿真分析 162
6.5.2 实验验证 165
6.6 本章小结 169
参考文献 169
第7章 基于空间电压矢量调制技术的全矢量容错控制策略 171
7.1 引言 171
7.2 正常运行 SVPWM调制技术 171
7.2.1 逆变器模型及空间电压矢量分析 171
7.2.2 相邻最大两矢量SVPWM 173
7.2.3 相邻最近四矢量SVPWM 175
7.3 容错运行SVPWM调制方式.177
7.3.1 电机缺相时空间电压矢量分布 178
7.3.2 对称容错SVPWM 179
7.3.3 不对称容错 SVPWM 182
7.4 全矢量容错控制仿真与实验 183
7.4.1 仿真分析 183
7.4.2 实验验证 185
7.5 本章小结 188
参考文献 188
第8章 基于直接转矩的容错控制策略 189
8.1 引言 189
8.2 控制结构重构 189
8.2.1 降阶变换矩阵的确定 189
8.2.2 故障下的数学模型 197
8.3 容错DTC开关表 198
8.3.1 DTC容错控制单矢量开关表 198
8.3.2 DTC容错控制虚拟电压矢量开关表 199
8.4 基于DTC的容错控制 200
8.4.1 单矢量DTC容错控制 200
8.4.2 虚拟电压矢量DTC容错控制 202
8.5 仿真分析与实验验证.204
8.5.1 仿真分析 204
8.5.2 实验验证 204
8.6 本章小结 208
参考文献 208
第9章 基于模型预测的容错控制策略 209
9.1 引言 209
9.2 控制结构重构 209
9.2.1 降阶变换矩阵的确定 209
9.2.2 故障下的数学模型 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预测的容错控制 220
9.4.1 基于单矢量的模型预测容错控制 220
9.4.2 基于多矢量的模型预测容错控制 224
9.5 仿真分析与实验验证 226
9.6 本章小结 231
参考文献 231
第10章 考虑磁阻转矩的容错控制策略 233
10.1 引言 233
10.2 MTPA容错控制必要性分析 233
10.3 正常运行MTPA控制策略 234
10.3.1 MTPA控制发展.234
10.3.2 基于矢量注入的MTPA控制 235
10.3.3 虚拟信号注入的MTPA控制 238
10.4 容错运行MTPA控制策略 241
10.4.1 单相开路 241
10.4.2 双相开路 243
10.5 仿真分析与实验验证 245
10.6 本章小结 252
参考文献 253
索引 255
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