永磁容错电机的结构设计与分析

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永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析永磁容错电机是一种新型的电机类型，具有高效率、高功率密度和高刚度等特点，广泛应用于工业、交通和家电等领域。

其中，其结构设计是影响其性能指标和使用效果的重要因素，本文将从结构设计和分析两个方面来介绍永磁容错电机的相关知识。

一、结构设计永磁容错电机由转子、定子、永磁体和其他机械部件组成。

在结构设计方面，主要体现在以下几个方面：1.转子结构设计转子是永磁容错电机的重要组成部分之一，其结构设计直接影响永磁容错电机的性能。

转子主要包括转子铁芯、定位磁极和永磁体。

在设计时，需要根据具体的应用需求和使用环境，选择合适的材料和结构设计方案。

3.永磁体的结构设计永磁体是永磁容错电机的重要部分之一，其结构设计通常分为嵌入式永磁体和表面贴装式永磁体两种类型。

在设计时，需要考虑永磁体的磁场强度和其在磁场环境下的可靠性和稳定性。

二、结构分析结构分析是永磁容错电机设计过程中的重要一步，通过结构分析，可以对电机的工作特性和性能做出科学合理的预测，从而更好地指导电机的设计和优化。

主要体现在以下几个方面：1.磁路分析磁路分析是电机设计中重要的结构分析方法，它可以通过建立电机的磁路模型，预测电机的磁路特性和磁场分布情况，对电机的性能进行优化和改进。

磁路分析包括磁通、磁场强度、铁损和饱和等方面的研究。

2.热分析热分析是电机性能评价的重要一环，通过模拟电机的热量分布和传递情况，可以评估电机的温度场特性和散热效果。

在热分析中，需要考虑电机各部件的热导率和热容量等物理特性。

结构分析主要针对永磁容错电机密封性、平衡性、传动系统以及附件等方面进行分析，从而确保电机的安全性和稳定性。

结构分析包含叶片与表面形态、板件载荷、转子波动和声响等方面的研究。

结论永磁容错电机的结构设计和分析都是电机设计过程中必不可少的一步，它们互为支撑，共同影响着电机的最终性能和使用效果。

电机设计师需要在考虑电机性能、负载能力和可靠性的前提下，确定合适的结构设计和分析方案，以达到优化和改进永磁容错电机性能的目的。

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析永磁容错电机是一种采用永磁材料作为转子的电机，具有结构简单、效率高、功率密度大等优点，在电动车、风力发电等领域具有广泛的应用前景。

本文将对永磁容错电机的结构设计与分析进行介绍。

永磁容错电机的结构设计主要包括定子和转子两部分。

定子通常由铁芯、绕组和定子外壳组成。

铁芯通常由硅钢片组成，其主要作用是提供磁路，减少磁通损耗。

绕组则是由导线绕制而成，其主要作用是产生磁场。

定子外壳则用于固定定子的位置，保护绕组。

转子通常由永磁体和轴组成。

永磁体是转子的核心部分，其通过磁力作用实现转子的旋转。

常用的永磁材料有钕铁硼和钴硼磁铁等。

轴则用于连接转子和负载，传递转矩。

在永磁容错电机的分析中，主要包括电磁特性和机械特性两个方面。

电磁特性的分析主要包括磁场分布和磁通密度的计算。

磁场分布可以通过有限元分析等方法进行计算，从而确定永磁容错电机的磁场分布情况。

磁通密度的计算则可以通过磁路分析等方法进行，从而获得磁通密度的分布情况。

机械特性的分析主要包括转子的静态和动态特性。

静态特性包括转子的刚度和磁回路的刚度等。

刚度可以通过有限元分析等方法进行计算，从而确定转子的刚度情况。

动态特性包括转子的振动和动态响应等。

振动可以通过模态分析等方法进行计算，从而确定转子的振动情况。

动态响应可以通过响应分析等方法进行计算，从而确定转子的动态响应情况。

永磁容错电机的结构设计与分析是该电机设计过程中的重要环节。

通过对电磁特性和机械特性的分析，可以得到关于永磁容错电机性能和可靠性的重要信息，为电机的优化设计提供依据。

一种新型永磁容错电机设计的研究

当电机第一相突然短路时，磁链波形如图７所示，而短路相的磁链幅值只有正常相的６．２５％，因此短路相具有很小的感应电势，说明该短路绕组限制短路电流的能力很强；同时，正常相的磁链波形并没有受到短路相的影响，并且各相磁链波形仍然具有很好的正弦度。因此，该磁容错电机具有故障隔离能力。
图６正常工作时的各相磁链波形
收稿日期：２００９—１２－２４修回日期：２０１０—０１．０５ ·３Ｄ·
万方数据
一种新型永磁容错电机设计的研究焦文娟，等
图１永磁容错电机的样机
一般永磁电机的电感很小，尤其是面贴式永磁电机，可是为了磁隔离采用面贴式结构，这似乎与大电感背道而驰。通过分析发现，永磁容错电机的定子采用极靴结构，并且使用深而宽的定子槽，其目的是增加绕组的漏感，从而增加绕组的感抗。由于采用了永磁体，因此功率因数不会因漏感的增加而减小。
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试验验证了永磁容错电机的磁隔离特性及抑制短路电流的能力。证明了该永磁电机具有良好的容错性能。
关键词：容错；永磁电机；电机设计
中图分类号：ＴＭΒιβλιοθήκη ５１文献标志码：Ａ文章编号：１００１．６８４８（２０１０）０９．００３０．０４
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆａＮｅｗＦａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＭｏｔｏｒＤｅｓｉｇｎ
ＪＩＡＯＷｅｉ－ｊｕａｎ，ＷＡＮＧＹｏｕ—ｌｉｎ，ＹＵＪｉａｎ－ｐｅｎｇ，ＹＡＮＹａｎ—ｎｉ

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析永磁容错电机是一种新型的电机，它采用永磁激磁技术，通过特殊的结构设计实现了在故障状态下依然能够正常运行的能力。

在电机运行中，由于各种原因可能会出现故障，传统的电机在故障状态下会失去稳定性，甚至无法正常运行。

永磁容错电机则能够在故障状态下保持一定的运行性能，具有较高的可靠性和安全性。

永磁容错电机的结构设计与分析是该技术研究的核心内容之一。

在结构设计方面，需要考虑电机的永磁激磁方式、定子和转子的结构设计、容错控制器等方面的因素。

在分析方面，则需要对电机在不同故障状态下的运行特性进行研究，以及对电机结构参数的优化设计等方面进行分析。

本文将对永磁容错电机的结构设计与分析进行详细介绍。

1. 永磁激磁方式永磁容错电机采用永磁激磁技术，通过永磁体产生磁场，激磁方式对电机的性能具有重要影响。

常见的激磁方式有表面贴磁和内嵌式两种。

表面贴磁是将永磁体直接粘贴在转子的表面上，简单易行，但在容错性能上不如内嵌式。

内嵌式激磁是将永磁体嵌入转子的铁芯中，能够在故障状态下保持较强的磁场，具有较好的容错性能。

2. 定子和转子的结构设计定子和转子是电机的重要部件，其结构设计对电机的性能有着重要影响。

在永磁容错电机中，需要考虑定子和转子的结构设计能够满足容错要求，并保证电机在故障状态下仍能正常运行。

定子和转子的结构设计需要考虑多种因素，如材料选用、绕组形式、铁芯结构等，以达到提高电机性能和容错性能的目的。

3. 容错控制器容错控制器是永磁容错电机的关键部件，它能够实时监测电机的运行状态，并在故障状态下采取相应的控制策略来保证电机的正常运行。

容错控制器需要具有遥测、故障诊断、自适应控制等功能，能够有效应对多种故障状态。

在结构设计上，需要考虑控制器的可靠性、稳定性和实用性，以确保电机的安全运行。

二、永磁容错电机的分析1. 故障状态下的运行特性分析永磁容错电机在故障状态下具有一定的容错能力，其能够在故障状态下保持一定的运行性能。

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析1. 引言1.1 背景介绍永磁容错电机是一种新型的电机技术，具有在故障状态下仍能正常运行的能力，因此在电动汽车和工业机械领域有着广泛的应用前景。

传统的永磁电机在受到故障时容易损坏，而永磁容错电机通过引入容错机制，可以在一定程度上提高电机的可靠性和稳定性。

目前，研究人员对永磁容错电机的结构设计和分析方法进行了广泛的探讨，以提高其性能和效率。

传统的永磁电机主要由定子、转子和永磁体组成，而永磁容错电机在此基础上引入了容错绕组或容错磁路结构，使得在部分磁场损失时能够保持电机的正常运行。

永磁容错电机的结构设计是实现其容错功能的关键，同时也需要对其进行有效的分析方法，以评估其性能和稳定性。

目前，研究人员已经提出了多种结构设计和分析方法，并进行了实验验证，为永磁容错电机的进一步研究和应用奠定了基础。

1.2 研究目的永磁容错电机是一种具有高效、高性能和高可靠性的电机，在电动汽车、风力发电等领域有着广泛的应用前景。

本文旨在通过对永磁容错电机的结构设计和分析，探讨其在电力系统中的优势和特点，为相关领域的研究和应用提供理论参考和指导。

研究目的包括但不限于：1. 分析永磁容错电机的结构特点和工作原理，探讨其与传统电机的优势和差异；2. 探讨永磁容错电机的设计方法和关键技术，以提高其性能和效率；3. 探讨永磁容错电机在不同应用场景下的应用价值和潜力，为相关行业提供指导和支持；4. 分析永磁容错电机的发展趋势和未来的研究方向，为相关研究人员和企业提供战略规划和决策支持。

通过本文的研究，期望能够深入了解永磁容错电机的结构设计和分析方法，为其在电力系统中的应用和推广做出贡献。

2. 正文2.1 永磁容错电机的结构设计永磁容错电机的结构设计是该电机性能的关键之一。

在结构设计过程中，首先需要确定电机的定子和转子结构。

定子结构通常采用铁芯绕组的形式，而转子通常采用永磁体作为励磁源。

接着需要确定电机的轴向长度、直径和绕组参数等关键尺寸。

容错型永磁磁通切换电机的拓扑分析

第８卷第７期２０１３年７月
中国科技论文
ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ
Ｖｏ１．８Ｎｏ．７
Ｊｕｌｙ２０１３
容错型永磁磁通切换电机的拓扑分析
谢德娥，王宇，邓智泉，吴一丰
ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｂｙ２－Ｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｅｓ，ｉｎｔｅｍｓｒｏｆｏｕｔｐｕｔｔｏｒｑｕｅ，ｆｌｕｘ－ｌｉｎｋａｇｅ，ｂａｃｋＥＭＦ，ａｎｄｉｎｄｕｃｔ —
（南京航空航天大学自动化学院，南京２１Ｏ０１６）摘要：永磁磁通切换电机兼具开关磁阻电机转子结构简单坚固和永磁同步电机功率密度高的优点。分析比较了传统１２／１０
结构的磁通切换电机和６种容错电机拓扑的电磁性能和容错性能，包括磁链、反电动势、输出转矩、定位力矩和电感。分析了单层绕组、永磁体个数、定转子极数和隔磁齿对电机电磁性能和容错性能的影响。研究结果可为磁通切换电机的优化和磁通切换
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｗｉｔｃｈｅｄｒｅｌｕｃｔａｎｃｅｍａｃｈｉｎｅａｎｄｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｏｔｏｒ－ＰＭｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｆｌｕｘ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｅｒｍａｎｅｎｔ

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析永磁容错电机是一种新型的电机，它具有高效、高性能和高可靠性等特点，在工业生产中具有广泛的应用前景。

本文将对永磁容错电机的结构设计及其分析进行详细的介绍。

1. 永磁容错电机的基本结构永磁容错电机是由定子和转子两大部分组成。

定子部分由铁芯、绕组和定子壳体组成；转子部分由铁芯、永磁体和转子壳体组成。

永磁体通常采用稀土永磁材料，如钕铁硼等。

2. 定子的结构设计定子的结构设计对永磁容错电机的性能有着重要的影响。

在定子结构设计中，需要考虑绕组的布局、线圈的匝数、铁芯的形状等因素。

合理的定子结构设计可以有效地提高电机的效率和功率密度，并且降低电机的损耗。

二、永磁容错电机的分析1. 磁场分析永磁容错电机是一种具有特殊磁路结构的电机，其磁场分布对电机的性能有着重要的影响。

在磁场分析中，需要考虑永磁体的磁化曲线、铁芯的导磁特性以及绕组的电磁特性等因素。

通过磁场分析，可以有效地优化永磁容错电机的磁路设计，提高电机的输出性能和效率。

3. 力学特性分析永磁容错电机的力学特性分析是评价电机机械性能的重要手段之一。

在力学特性分析中，需要考虑电机的转子惯量、转子惯量、转矩和机械振动等因素。

通过力学特性分析，可以确定电机的扭矩特性、动态响应和稳定性，为电机的设计优化提供依据。

永磁容错电机的结构设计和分析是电机设计过程中的重要环节，它关系到电机的性能和可靠性。

通过合理的结构设计和深入的分析研究，可以有效地提高永磁容错电机的性能，满足不同应用场景的需求，推动电机技术的发展和应用。

希望本文的介绍能够对永磁容错电机的研究和应用有所帮助。

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析1.结构设计永磁容错电机的结构设计包括定子和转子部分，定子主要由电枢、绕组、铁芯等组成，转子则由永磁体和转子铁芯构成。

下面对这两部分进行详细讨论。

（1）电枢电枢部分是永磁容错电机的核心部分，承担着产生磁场和转换电能的重要作用。

在电枢设计时需要考虑以下因素：①电枢形状：传统的花式电枢（如V型、螺旋型等）使用的绕组较为复杂，容易产生误差，相对而言，全铜导线直接装配的电枢结构更加简单，具有更高的组装精度。

②电枢绕组：绕组通常采用半自动钻管机进行制作，绕制时要保证绕组的整体性和统一性，绕制过程中产生的局部压缩等问题也需要得到解决。

③电枢定位：定位的准确性直接影响绕组的装配精度，需要采用精密的定位方法，以确保电枢与定子铁芯之间的距离和铁芯的偏心度符合要求。

（2）绕组绕组的设计与生产也是整个电机设计中非常关键的一环，需要考虑以下因素：①导线材质：PMAS的绕组通常采用纯铜导线，其导电性能和耐热性能都要求非常高。

②绕组导向：绕组的导向应该遵循恰当的顺序，通常根据相应的端部线圈直接确定。

③绕组密度：绕组的密度是一个很重要的设计因素，难度在于如何平衡高密度和良好的散热性能之间的关系。

（3）铁芯定子铁芯的设计主要有以下两个方面的考虑：①接合方式：铁芯通常由多节铁芯连接而成，连接方式直接影响机械强度和定位精度，通常采用中间连接和侧连接的方式。

②磁路设计：铁芯的磁路结构直接影响磁链分布，铁芯的横截面、槽形和磁足位置等参数应根据电机的特性进行最佳化设计。

（1）永磁体永磁体通常采用NdFeB等高性能材料制成，其设计应考虑以下问题：①永磁体形状：永磁体通常采用圆柱形或长方形，而后者的磁场均匀性更好。

②永磁体厚度：永磁体厚度越大，磁场强度也越大，但过大的厚度会导致机械振动和温升的问题。

①转子铁芯槽形设计：转子铁芯的槽形设计必须配合绕组形状，保证由永磁体和铁芯构成的磁场分布均匀。

②转子铁芯飞沫保护：由于PMAS通常高速运转，这使得转子铁芯的表面很容易被撞击和损坏。

电动汽车用六相永磁容错电机的分析和设计

郑萍，雷雨，吴帆，隋义，王鹏飞
（哈尔滨工业大学电磁与电子技术研究所，黑龙江哈尔滨１５００８０）
摘
要：为需满足容错电机各相绕组间的电隔离、物理隔离、磁隔离、热隔离，设计分析、设计一种采
用分数槽集中绕组的电动汽车用六相永磁同步容错电机。通过磁动势谐波分析，提出一种新的极
ＰＭｍａｃｈｉｎｅｕｓｅｄｆｏｒＥＶｓ
ＺＨＥＮＧＰｉｎｇ，ＬＥＩＹｕ，ＷＵＦａｎ，ＳＵＩＹｉ，ＷＡＮＧＰｅｎｇ — ｆｅｉ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＨａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ）
ｎａｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｄｄｙｌｏｓｓｉｎｐｅｍａｒｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｕｓｅｏｆＦＳＣＷ，ａｎｄｔｈｅｉｒｏｎｌｏｓｓｄｅｃｌｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｌｅｓ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｏｒｑｕｅｉｒｐｐｌｅｃａｕｓｅｄｂｙ

电动汽车用多相容错永磁同步电机的研究

摘要随着科技的不断发展，能源和环境问题变得日益严重，汽车尾气污染成了人们关注的重点问题，而电动汽车的出现缓解了这个问题。

电动汽车具有低污染、低噪声和节能环保等优点，得到大家的高度关注和重视。

而驱动电机是电动汽车的核心部分，电动汽车要求驱动电机具有高转矩、低脉动、高可靠性等优点，然而相比传统的三相永磁同步电机，多相永磁同步电机在这几方面更具优势。

所以本文以电动汽车用六相容错永磁同步电机为研究对象，对其进行设计和分析研究。

首先，本文介绍了多相永磁同步电机的分类、结构和设计方法；根据多相电机的绕组构成，给出了多相电机相数的定义，归纳了多相电机定子绕组与相带的关系。

同时介绍了不同种类绕组及其特点。

此外介绍了六相双Y移30°绕组的结构和优势，根据绕组磁动势理论，对六相双Y移30°绕组进行了磁动势分析，并分析了磁动势与电磁转矩的关系。

其次，根据对传统三相永磁同步电机进行设计的方法，结合多相绕组的基本理论特征，对六相双Y移30°绕组永磁同步电机进行电磁设计，确定了电机的电磁负荷、极槽配合、转子结构及永磁体的材料和尺寸。

利用Ansoft有限元软件，建立了六相双Y移30°绕组永磁同步电机模型，对电机空载下的气隙磁密、反电动势、齿槽转矩和负载下的气隙磁密、输出转矩、定转子铁心损耗进行了仿真分析，并与同一规格的三相永磁同步电机进行对比。

为了能够进一步提升转矩性能，将六相双Y移30°绕组永磁同步电机注入了三次谐波电流。

最后，研究了电机发生断相故障后的性能，利用Ansoft软件分别仿真分析了三相永磁同步电机和六相双Y移30°绕组永磁同步电机一相绕组断相后的转矩性能，以及六相双Y移30°绕组永磁同步电机两相绕组断相、三相绕组断相后的转矩性能。

又针对六相双Y 移30°绕组永磁同步电机一相绕组断相后的转矩波动，从磁动势入手，运用磁动势分析方法，基于磁动势中的负序分量，提出通过调整剩余相绕组电流相位角来消除负序分量，从而降低转矩波动的容错方法，并通过有限元仿真验证该容错方法的正确性。

反凸极容错型永磁同步电机技术条件

反凸极容错型永磁同步电机技术条件及应用反凸极容错型永磁同步电机是一种具有高能效和高响应性能的电机，具有广泛的应用前景。

下面将从技术条件和应用方面进行详细介绍。

技术条件：
1.反凸极结构设计：通过合理的反凸极结构设计，减小了永磁体
材料的磁能，降低了磁场梯度，提高了电机运行效率。

2.容错设计：该电机具有一定的容错性能，能够在一定范围内允
许设计误差和制造误差，保障电机的稳定运行。

3.永磁体材料：对于反凸极容错型永磁同步电机，需要选用高性
能的永磁体材料，如稀土永磁体材料，以保证电机的高能效。

4.电机控制系统：采用先进的电机控制系统，如矢量控制、模糊
控制或神经网络控制等，以保证电机正常工作，并实现快速响应和高
精度控制。

应用：
1.工业领域：反凸极容错型永磁同步电机可应用于各类工业设备，如泵、风机、压缩机、机床等，具有高效节能、低噪音、高精度控制
等特点。

2.交通运输领域：该电机可用于新能源汽车驱动系统、轨道交通、电动车辆等领域，具有高效节能、环保、安全可靠等特点。

3.家用电器领域：该电机可应用于家用电器领域，如吸尘器、空
气净化器、洗衣机等，具有高效节能、低噪音、高精度控制等特点。

总之，反凸极容错型永磁同步电机具有广泛的应用前景，在不同
领域中发挥着重要作用。

未来，该电机技术可能会得到更加广泛的应
用和发展。

三相永磁容错电机的结构设计分析

三相永磁容错电机的结构设计分析
首先是转子的设计。

三相永磁容错电机的转子一般由永磁体和短路环
组成。

永磁体是转子的主要部分，它通过磁场作用产生转矩。

在故障状态下，由于短路环的存在，即使其中一个永磁体发生故障，其他永磁体仍然
可以正常工作，从而实现容错功能。

因此，在转子的设计中需要合理布置
永磁体和短路环的位置，以提高容错能力。

其次是定子的设计。

三相永磁容错电机的定子主要由定子绕组和铁芯
构成。

定子绕组是电机的主要功率输出部分，通过磁场与转子相互作用产
生电磁转矩。

在设计定子绕组时，需要考虑电流的分布均匀性和电磁轴对
称性，以提高电机的运行效率和稳定性。

而铁芯的设计则需要考虑磁路的
闭合性和磁阻的减小，以提高电机的磁路连续性和磁通的传递效率。

最后是开关电源的设计。

三相永磁容错电机需要通过开关电源对定子
绕组进行供电控制。

在设计开关电源时，需要考虑电源的输出功率和电压
稳定性。

同时，由于永磁体的存在，开关电源也需要具备过流和过压保护
功能，以保证电机在故障状态下的正常工作。

综上所述，三相永磁容错电机的结构设计主要包括转子、定子和开关
电源。

转子的设计需要合理布置永磁体和短路环的位置，以提高容错能力；定子的设计需要考虑定子绕组的均匀性和铁芯的磁路连续性；开关电源的
设计需要保证输出功率和电压稳定性，并具备过流和过压保护功能。

通过
合理的结构设计，可以提高三相永磁容错电机的可靠性和容错能力，使其
在故障状态下仍然能正常工作。

模块化永磁容错电机研究的开题报告

模块化永磁容错电机研究的开题报告一、研究背景随着智能制造和智能交通等领域的不断发展，电机作为电气驱动的核心部件，已成为新一代工业制造和交通出行的重要组成部分。

然而，传统的三相异步电动机和永磁同步电动机存在一些不足之处，如低效率、高能耗和低容错能力等，不能完全满足不同应用场景的需求。

为此，近年来，越来越多的研究人员开始关注模块化永磁容错电机的研究。

这种电机结构具有较高的效率、较低的能耗和较强的容错能力等优点，因此在新能源汽车、电动机车、高速列车等领域有着广泛的应用前景。

二、研究内容本文的研究内容是模块化永磁容错电机的设计、控制和优化。

具体包括以下几个方面：1.模块化永磁容错电机的结构设计：针对不同应用场景，设计适合的模块化结构，实现模块化组合，达到可靠性和灵活性的平衡。

2.模块化永磁容错电机的控制方法：针对模块化永磁容错电机的特点，设计合适的控制策略，实现高效、稳定和精准的控制。

3.模块化永磁容错电机的优化：通过对电机的结构和控制方法进行分析，深入研究电机的性能和效率优化，提高电机的整体性能。

三、研究意义本文的研究可以为模块化永磁容错电机的发展和应用提供参考。

具体意义如下：1.提高电机的效率和能耗，为节能环保做出贡献。

2.提高电机的容错能力，增强电机的可靠性和稳定性，增强电机在恶劣环境下的适应能力。

3.提高电机的智能化和自动化水平，为工业制造和交通出行等领域的智能化发展做出贡献。

四、研究方法本文将采用理论研究和实验验证相结合的方法，具体包括以下几个阶段：1.模块化永磁容错电机的数学模型建立。

2.模块化永磁容错电机的结构设计，包括模块化组合设计和不同应用场景的优化设计。

3.模块化永磁容错电机的控制方法设计，包括磁场方向控制、电流控制、功率控制等方面的研究。

4.模块化永磁容错电机的优化研究，包括电机的效率、功率密度、自冷却等方面的研究。

5.模块化永磁容错电机的实验验证，对设计和优化结果进行实验验证，分析电机的性能和应用效果。

永磁容错电机及容错驱动结构研究

System. E lectrica l M ach ines and System s fo r the M o re E lectric A ircraft, IEE Co lloqu ium , 1999 [3 ] M ccrow B C , J ack A G, A tk in son D J , H aylock J A. Fau lt To leran t D rives fo r Safety C ritica l A pp lica tion s. N ew
(2)
i= k i
F p (t) =
1-
R (t) t
(3)
由图 3 可见, 随着电机相数 n 的增加, 故障率
F p ( t) 迅速增加, 而容错因数 F 得到改善。因此, 选择
容错电机 6 相或 8 相结构是对冗余度和复杂度的折
衷处理, 考虑到 8 相驱动使变换器的功率器件的数
目增加较多, 因此, 6 相结构是 1 个比较好的选择。
电机的故障形式: ①绕组开路; ②绕组相间短路; ③绕组出线端短路; ④绕组匝间短路; ⑤绕组接地短路。
功率变换器的故障形式: ①电力器件开路; ②电力器件短路; ③直流链接电容故障。
成功的容错电机的结构设计体现在能使电机相间的电耦合、磁耦合、热耦合达到最小, 使得以上故障发生时能够对故障部分进行有效电、磁、热和物理隔离, 把故障对其它相的影响降低到最低程度, 使得 1 个或多个故障发生时, 电机仍有足够的转矩输出。这个原理可以拓展到其驱动电路[2, 3 ]。 1. 1 容错电机结构
摘要: 针对多电飞机电力作动系统, 提出永磁容错电机及其容错驱动控制的拓扑结构, 探讨系统的电气故障模式, 研究防止故障传播的电、磁、热隔离设计, 在理论上给出了容错电机相数的选取方法, 采用独立的同轴电机组件实现高冗余系统。研究结果表明: 电机、功率变换器和供电通道均采用以相为基本单位的模块化拓扑结构, 可实现多电飞机对作动系统的高容错要求。

新型定子永磁式容错电机的工作原理和性能分析_吉敬华

第28卷第21期中国电机工程学报V ol.28 No.21 Jul. 25, 200896 2008年7月25日 Proceedings of the CSEE ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2008) 21-0096-07 中图分类号：TM 351 文献标识码：A 学科分类号：470⋅20新型定子永磁式容错电机的工作原理和性能分析吉敬华1，孙玉坤1，朱纪洪2，赵文祥1( 1．江苏大学电气信息工程学院，江苏省镇江市 212013；2．智能技术与系统国家重点实验室(清华大学)，北京市海淀区 100084)Operating Principle and Performance Analysis of a Novel Stator-PM Fault Tolerant Machine JI Jing-hua1, SUN Yu-kun1, ZHU Ji-hong2 , ZHAO Wen-xiang1(1. Shool of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China; 2. State KeyLaboratory of Intelligent Technology and Systems (Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China)ABSTRACT : A novel fault tolerant machine with permanent magnets (PMs) in the stator, termed as doubly salient fault tolerant (DSFT) machine, was proposed for applications where fault tolerance was key requirement. DSFT machines incorporate the merits of both switched reluctance and rotor-PM fault tolerant machines, offering the advantages of simple structure, high reliability and high power density. A four-phase 8/10-pole DSFT machine was presented, and its topology characteristic, fault-tolerant-teeth structure and operating principle were analyzed. Electromagnetic performance of the proposed machine was carried out, such as flux-linkage, self- and mutual-inductance. A co-simulation model of a DSFT motor drive was developed, using coupled magnetic and electrical circuit solvers. The co-simulation model was used to predict torque performance of DSFT motor drive under various conditions. The results show the high degree independence of phases and the high performance of fault tolerant characteristic in DSFT motor drives. A DSFT machine is a vital candidate in many applications where the reliability and power density are of importance.KEY WORDS: co-simulation; doubly salient machine; electromagnetic performance; fault tolerance; permanent magnet machine摘要：为满足电机驱动系统在多种高可靠性领域的应用，提出一种新型的定子永磁式容错电机结构——双凸极容错(doubly salient fault tolerant，DSFT)电机。

永磁容错电机的结构设计与分析

永磁容错电机的结构设计与分析【摘要】三相永磁容错发动机在结构设计上可以实现容错原理，使发动机本身受益于物理绝缘，隔热和磁绝缘和电绝缘等能力。

合理有效的电机结构的设计可以在某些程度上使得发动机的性能得到改善和提升。

本篇文章显示从永磁容错电机的基本设计原则入手，讲述了其设计原则，接着讲述了电机的结构设计，而其中又从设计的主要内容、电机的磁路设计、磁极的尺寸设计和电机的槽型参数设计这四个方面进行详细的讲解，最后对永磁容错电机进行总结分析。

【关键词】永磁容错电机；磁路设计；尺寸设计；槽型参数设计；电机以及控制系统的故障主要由电机本身的绕组开路、相间开路故障、匝间短路以及功率变换电路的短路故障与功率变换电路的开路故障所造成的，因此我们需要从电机结构以及电机控制系统这两个方面进行相关的容错设计。

我们知道，传统的永磁同步电机与开关磁阻电机两者之间存在相互弥补的关系，因此我们需要把传统的永磁同步电机与开关磁阻电机两者的优点有机的结合起来，从而达到实现设计三相永磁容错电机结构的目的。

一、永磁容错电机设计的基本原则可以看出，传统的永磁同步电动机在处于故障情况下由于受各项绕组间的相互作用而没有扭矩输出，因为传统的永磁同步电动机受到绕组之间相互作用的影响，这极大地妨碍了发动机的正常运行。

由此可知，传统的永磁同步电机不具备在处于故障时的转矩输出功能，所以系统运行的功能，稳定性和稳定性无法保证。

为了解决这个问题，这方面的研究者提出了设计一个容错永磁电动机这样一个设想，即永久磁铁耐引擎基于一个永磁同步电机，并且所述凹槽的尺寸和绕组结构被改变，从而来提供一个容错效果【1】。

而为了实现永磁容错电机的容错性能，容错永磁电机可能会尝试在两个方面启动：在第一侧，当电机未能破坏正常相位时，必须最小化故障相的电机绕组。

第二个方面，外壳设计用于即使在电机发生故障后也能确保稳定运行。

上述的设计方案可以通过检测错误并及时采取纠正措施或通过设置适当的容错控制策略来实施解决方案，從而达到设计的目的。