哈尔滨工业大学的研究人员隋义,近期在五相容错永磁电机的关键技术领域取得了显著成果。这项研究不仅深入探索了电机的绕组设计与容错控制技术,还成功研制出了一款高性能的五相容错永磁电机。
在绕组设计方面,隋义提出了一种创新的单双层混合式分数槽绕组方案。该方案巧妙地结合了双层和单层绕组结构,使得每相绕组采用双层以提高性能,而相与相相邻的槽则采用单层绕组以实现模块化设计。这种设计不仅简化了电机定子的结构,还有效降低了相反电动势谐波,并实现了不同相绕组之间的电、磁、热及物理隔离,从而提高了电机的整体性能和可靠性。
针对绕组开路故障,隋义进行了深入的研究,并提出了有效的容错控制策略。他分析了重构圆形磁场和最大转矩铜损比两种策略,为绕组开路故障的处理提供了理论基础。他还对短路故障进行了全面的研究,建立了短路故障分析模型,并提出了短路故障抑制方法,为短路故障的检测与处理提供了有力的支持。
基于这些研究成果,隋义和他的团队成功研制出了一台峰值功率为24 kW、峰值转矩为300 N·m、峰值转速为1200 r/min的五相容错永磁电机。该电机采用外转子结构和表贴式转子磁路设计,不仅具有紧凑的结构和高效的性能,还实现了对电机的容错运行控制。这意味着在电机发生故障时,它能够继续运行而不至于立即停机,从而提高了系统的可靠性和稳定性。
然而,隋义也指出,尽管容错电机的控制策略研究已经取得了一定的进展,特别是在开路故障方面,但对于最严重的短路故障的研究仍然有限。这包括单相对地短路、相间短路、匝间短路和端部短路等多种类型,这些故障难以通过实验进行验证。因此,针对短路故障的研究还需要进一步加强,以提高容错电机的整体性能和可靠性。