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航空用高可靠永磁容错电机及其驱动系统的研究现状与发展 认领
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作者 蒋雪峰 黄文新 +2 位作者 李洁 王绍帅 徐波 《微电机》 北大核心 2020年第6期108-118,共11页
随着多电飞机的飞速发展,对飞机电作动系统的要求也越来越高,除了要满足特定功能外,还必须具备高可靠性和强容错性,因此容错电机驱动系统得到了越来越多的关注。本文针对当前研究较多、关注较高、极具前景的永磁容错电机及其驱动系统,... 随着多电飞机的飞速发展,对飞机电作动系统的要求也越来越高,除了要满足特定功能外,还必须具备高可靠性和强容错性,因此容错电机驱动系统得到了越来越多的关注。本文针对当前研究较多、关注较高、极具前景的永磁容错电机及其驱动系统,分别对现有永磁容错电机及其驱动系统的研究现状、永磁容错电机驱动系统容错控制策略的研究现状进行了详细介绍与分析,并从具有容错能力方面、所需独立电源数量方面、所需功率开关管数量方面、整体容量功率比方面以及容错控制策略方面对现有常见的各种航空用永磁容错电机驱动系统进行了综合性能的对比分析。最后对航空用高可靠永磁容错电机及其驱动系统未来的发展进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 多电飞机 永磁容错电机 容错驱动 容错控制 高可靠性
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定子齿偏移永磁容错电机设计与分析 认领
2
作者 郑蓉蓉 王凯 +4 位作者 李健 朱姝姝 胡耀华 曾凡铨 崔业兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期7452-7459,共8页
为提高传统永磁电机的容错能力,定子绕组常采用隔齿绕的方式,但这种方式增加了电机的转矩脉动。通过极槽数的选取和容错齿的设计,实现了自感增加以及相与相之间互感抵消,大幅提高了永磁电机的容错能力。在此基础上,提出偏移电枢齿和齿... 为提高传统永磁电机的容错能力,定子绕组常采用隔齿绕的方式,但这种方式增加了电机的转矩脉动。通过极槽数的选取和容错齿的设计,实现了自感增加以及相与相之间互感抵消,大幅提高了永磁电机的容错能力。在此基础上,提出偏移电枢齿和齿靴的方法,充分利用了电枢槽面积,提高了电机的输出转矩,降低了转矩脉动,解决了传统永磁容错电机容错能力、功率密度和转矩脉动难以兼顾的问题。该文首先介绍基于定子齿偏移永磁容错电机的结构特点和容错原理,对传统永磁电机和定子齿偏移永磁容错电机进行优化设计,并对比分析其电磁性能,包括气隙磁密、反电势、输出转矩、自感和互感等。最后,通过样机的转矩和电感测量实验,并与仿真结果进行对比,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 永磁容错电机 容错齿 电枢齿齿偏移 电枢齿齿靴偏移 自感 互感
不同槽极配合方案下的六相永磁容错轮缘推进电机性能研究 认领
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作者 马瑞 朱景伟 +2 位作者 林乾宏 于超 张延斌 《微电机》 北大核心 2020年第8期40-44,共5页
本文结合永磁容错电机结构特点与轮缘推进器结构特点,提出了一种高安全性船舶推进电机,这种结构特点使得船舶推进电机在发生电气故障下仍能够继续稳定运行。在所提出的概念中,由于其为多极设计方案,可以选择的极槽配合方案较多,本文采... 本文结合永磁容错电机结构特点与轮缘推进器结构特点,提出了一种高安全性船舶推进电机,这种结构特点使得船舶推进电机在发生电气故障下仍能够继续稳定运行。在所提出的概念中,由于其为多极设计方案,可以选择的极槽配合方案较多,本文采用理论分析与场路耦合仿真的方式对不同极槽配合方案进行性能分析,给出不同极槽配合方案的适用场合。 展开更多
关键词 永磁容错电机 轮缘推进器 极槽配合 故障容错
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高可靠航天多余度伺服技术发展综述 认领
4
作者 刘文虎 郑继敏 文军 《自动化与仪器仪表》 2020年第9期20-23,28,共5页
伺服系统是航空航天飞行器重要构成部分,是实现各种武器装备精准打击的执行机构,其性能影响着整个控制系统的控制品质。随着武器系统的飞速发展,未来伺服系统应具备高可靠性、高容错性、长航时等技术指标。传统的液压和电动伺服系统已... 伺服系统是航空航天飞行器重要构成部分,是实现各种武器装备精准打击的执行机构,其性能影响着整个控制系统的控制品质。随着武器系统的飞速发展,未来伺服系统应具备高可靠性、高容错性、长航时等技术指标。传统的液压和电动伺服系统已在余度设计、容错控制方面取得一定的成果并在航空领域得到广泛应用。但远远不能满足未来高可靠、高性能飞行器的发展需求。简单介绍了传统的多余度液压伺服系统和多余度电动伺服系统的发展历史和研究现状,重点阐述了多相永磁容错电机的研究现状及应用。 展开更多
关键词 伺服系统 余度设计 高可靠 永磁容错电机
船舶电力推进永磁容错电机模糊自适应PI控制 认领
5
作者 白洪芬 朱凌宇 《电机与控制应用》 2019年第2期10-14,19共6页
永磁容错电机(FTPMM)综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优点,可作为电推船的推进电机。在研究船用FTPMM结构及数学模型的基础上,对电机采用模糊自适应PI控制。误差大时,增加误差控制作用的权重,提高系统响应速度;误差小时,增加误差变... 永磁容错电机(FTPMM)综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优点,可作为电推船的推进电机。在研究船用FTPMM结构及数学模型的基础上,对电机采用模糊自适应PI控制。误差大时,增加误差控制作用的权重,提高系统响应速度;误差小时,增加误差变化量控制作用的权重,使系统尽快进入稳态。通过仿真对比分析了模糊自适应PI控制策略相较于普通PI控制的优越性,并验证了其在船舶电力推进系统中应用的可行性。 展开更多
关键词 船舶电力推进 永磁容错电机 模糊PI控制 自适应控制
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基于永磁容错电机的电力推进船舶系统综述 认领
6
作者 白洪芬 秦俊峰 朱凌宇 《钦州学院学报》 2018年第5期4-7,共4页
电力推进船舶具有良好的经济性、操纵性和可靠性,成为未来船舶动力领域重要的研究方向。而推进电机是电推船的核心部件,其性能的优劣直接影响船舶的运行性能。永磁容错电机综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优缺点,具有良好的容错性... 电力推进船舶具有良好的经济性、操纵性和可靠性,成为未来船舶动力领域重要的研究方向。而推进电机是电推船的核心部件,其性能的优劣直接影响船舶的运行性能。永磁容错电机综合了永磁同步电机和开关磁阻电机的优缺点,具有良好的容错性、动静态控制性能及可靠性,可以很好地满足船舶电力推进系统的要求,可以作为电推船的推进电机。 展开更多
关键词 电力推进船舶 永磁容错电机 螺旋桨
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电动舵机用永磁容错电机的设计研究 认领
7
作者 陈立 高小龙 +1 位作者 周育茹 滕霖 《微特电机》 2018年第5期48-51,共4页
研究了一种电动舵机用永磁容错电机,分析该容错电机的设计思路,根据技术指标完成电机的初步设计。建立电机的有限元仿真模型,研究槽口尺寸和斜槽对电机性能的影响,优化电机的结构参数。对优化后的永磁容错电机进行样机实验,实验结果验... 研究了一种电动舵机用永磁容错电机,分析该容错电机的设计思路,根据技术指标完成电机的初步设计。建立电机的有限元仿真模型,研究槽口尺寸和斜槽对电机性能的影响,优化电机的结构参数。对优化后的永磁容错电机进行样机实验,实验结果验证了该设计的正确性。 展开更多
关键词 永磁容错电机 有限元仿真 槽口尺寸 斜槽
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电力推进船舶永磁容错电机矢量控制策略对比分析 认领 被引量:5
8
作者 白洪芬 朱景伟 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期1484-1490,共7页
针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对... 针对电力推进船舶推进电机性能与控制策略相匹配的问题,本文对电推船用永磁容错电机提出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪控制(CHBPWM)两种不同的矢量控制策略。结合H桥逆变电路结构和工作原理,从谐波和控制效果方面对比分析了SVPWM和CHBPWM的区别和联系,并在Matlab/Simulink中建立了三相永磁容错电机的矢量控制仿真模型,搭建矢量控制系统实验平台。由仿真和实验结果可知,相对于CHBPWM控制,SVPWM控制对直流侧电压的利用率更高,可降低转矩脉动,而CHBPWM控制则可优先用于对转速、转矩响应速度要求较高的场合。因此可根据电推船不同的用途、需求等选用不同的控制策略。 展开更多
关键词 船舶电力推进 永磁容错电机 H桥逆变器 矢量控制 电流滞环跟踪控制 空间电压矢量脉宽控制 对比分析 谐波分析 控制效果
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基于直接转矩控制的永磁容错电机故障补救策略研究 认领 被引量:1
9
作者 宝金 巩瑞春 +2 位作者 李强 郭景 张呼和 《微特电机》 北大核心 2016年第9期92-96,共5页
为获得电驱动系统的高可靠性,对六相十极永磁容错电机及其驱动器系统进行了研究。在永磁容错电机的结构特点及数学模型的基础上,分析了电机正常运行与故障状态时的直接转矩控制策略,从而提出基于三相四桥臂的直接转矩控制算法的容错控... 为获得电驱动系统的高可靠性,对六相十极永磁容错电机及其驱动器系统进行了研究。在永磁容错电机的结构特点及数学模型的基础上,分析了电机正常运行与故障状态时的直接转矩控制策略,从而提出基于三相四桥臂的直接转矩控制算法的容错控制策略。实验结果表明:系统在故障态可以获得与正常态相媲美的控制效果,转速、转矩和定子磁链几乎无波动,实现了容错控制,验证了基于直接转矩控制的容错控制算法的可行性。 展开更多
关键词 高可靠性 永磁容错电机 三相四桥臂 直接转矩控制
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基于滑模观测器的永磁容错电机转子位置估计算法研究 认领 被引量:2
10
作者 孙军浩 朱景伟 +2 位作者 白洪芬 周博文 曹科峰 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第6期1-6,共6页
根据三相永磁容错电机的基本结构和数学模型,详细论述了基于滑模观测器的转子位置和转速估计算法。根据电流的观测值与实际值的差值构造滑模面函数,结合模型参考自适应算法确定滑模面的切换增益,按照李雅普诺夫稳定性原则较为准确地估... 根据三相永磁容错电机的基本结构和数学模型,详细论述了基于滑模观测器的转子位置和转速估计算法。根据电流的观测值与实际值的差值构造滑模面函数,结合模型参考自适应算法确定滑模面的切换增益,按照李雅普诺夫稳定性原则较为准确地估算出电机在无位置传感器情况下的转子位置和转速信息。最后,通过MATLAB/Simulink分别搭建基于SVPWM和电流滞环控制的仿真模型,验证该转子位置估计算法的正确性和可行性,且能保持在要求的误差范围内。 展开更多
关键词 永磁容错电机 滑模观测器 无传感器控制 空间矢量脉宽调制 电流滞环控制
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双绕组永磁容错电机矢量控制系统研究 认领 被引量:7
11
作者 李小庆 朱景伟 +2 位作者 孙军浩 曹林柏 周博文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期26-34,共9页
针对双绕组三相永磁容错电机的结构,以在无故障和电机绕组开路及短路故障情况下获得相同的输出转矩为目标,提出双绕组三相永磁容错电机的矢量控制策略。电机的每相电流采用电流滞环控制技术。利用Matlab软件搭建了双绕组三相永磁容错电... 针对双绕组三相永磁容错电机的结构,以在无故障和电机绕组开路及短路故障情况下获得相同的输出转矩为目标,提出双绕组三相永磁容错电机的矢量控制策略。电机的每相电流采用电流滞环控制技术。利用Matlab软件搭建了双绕组三相永磁容错电机矢量控制系统的仿真模型,设计调试了以TMS320LF28335 DSP为核心的硬件实验平台,仿真和实验结果证明了该矢量控制策略的正确性。 展开更多
关键词 双绕组 永磁容错电机 故障 矢量控制
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基于H桥逆变器的永磁容错电机电流滞环跟踪与电压空间矢量的脉宽调制比较研究 认领
12
作者 白洪芬 朱景伟 +1 位作者 孙军浩 周博文 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第8期14-20,共7页
永磁容错电机的各相绕组采用H桥逆变器供电,消除了各绕组间的中性点,实现了电气隔离,提高了电机控制系统的直流电压利用率和容错性能。在分析永磁容错电机H桥逆变电路结构和工作原理的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)... 永磁容错电机的各相绕组采用H桥逆变器供电,消除了各绕组间的中性点,实现了电气隔离,提高了电机控制系统的直流电压利用率和容错性能。在分析永磁容错电机H桥逆变电路结构和工作原理的基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环跟踪脉宽调制(CHBPWM)的原理,设计了三相永磁容错电机的矢量控制系统,并建立了三相永磁容错电机SVPWM和CHBPWM的仿真模型,搭建了基于DSP的三相永磁容错电机矢量控制系统试验平台。通过仿真和试验,对比分析了两种控制策略的优缺点和适用范围。 展开更多
关键词 H桥逆变器 永磁容错电机 矢量控制 电流滞环跟踪脉宽调制 电压空间矢量脉宽调制
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基于Ansoft的双绕组永磁容错电机设计 认领 被引量:3
13
作者 王霞 朱景伟 +1 位作者 曹林柏 李小庆 《电机与控制应用》 北大核心 2015年第9期34-38,共5页
基于Ansoft Maxwell 14设计了双绕组永磁容错电机,从空载反电动势、齿槽转矩脉动、气隙磁密、电感特性等方面验证了电机性能。根据设计制作了试验样机,测试了样机空载反电动势和短路电流。对比了利用解析法、有限元法和示波器测量值分... 基于Ansoft Maxwell 14设计了双绕组永磁容错电机,从空载反电动势、齿槽转矩脉动、气隙磁密、电感特性等方面验证了电机性能。根据设计制作了试验样机,测试了样机空载反电动势和短路电流。对比了利用解析法、有限元法和示波器测量值分别估算的电感,结果一致性较高,验证了仿真和计算的可靠性。该研究结果对于双绕组永磁容错电机在高可靠性工程领域中的应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 双绕组 永磁容错电机 有限元仿真
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六相永磁容错电机的故障诊断仿真研究 认领
14
作者 雷晓犇 阳杰 +1 位作者 李曙伟 谭海军 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第9期109-113,共5页
研究六相永磁容错电机的故障诊断问题,有利于飞行器电力作动系统稳定运行。由于永磁容错电机属于强耦合高阶非线性系统,故障信号样本时间短且具有时变性,导致永磁容错电机故障诊断困难。传统的机器学习理论方法易陷人局部极值点,准... 研究六相永磁容错电机的故障诊断问题,有利于飞行器电力作动系统稳定运行。由于永磁容错电机属于强耦合高阶非线性系统,故障信号样本时间短且具有时变性,导致永磁容错电机故障诊断困难。传统的机器学习理论方法易陷人局部极值点,准确性较低。为提高永磁容错电机的故障准确率,采用支持向量机联合小波分析算法进行故障诊断。首先采集电机故障状态下的输出转矩信号,进行小波分解提取能量特征向量,采用最小二乘支持向量机构造诊断模型,克服局部最优问题,实现准确判别电机故障。对比实验表明,提出故障诊断方法明显优于传统支持向量机、BP神经网络模型方法,诊断准确率达到90%以上。 展开更多
关键词 故障诊断 永磁容错电机 冗余第二代小波分析 最小二乘支持向量机
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永磁容错电机转子位置估计算法研究 认领 被引量:4
15
作者 曹科峰 朱景伟 岳路 《微电机》 2015年第1期54-58,共5页
永磁容错电机由于能够提高电力驱动系统的可靠性,因此被广泛用于对安全性要求较高的场合。文章针对永磁容错电机,提出了一种基于检测相绕组的磁链增量,通过利用电机相邻相估算出的转子位置取平均值,得出永磁容错电机转子位置的估计... 永磁容错电机由于能够提高电力驱动系统的可靠性,因此被广泛用于对安全性要求较高的场合。文章针对永磁容错电机,提出了一种基于检测相绕组的磁链增量,通过利用电机相邻相估算出的转子位置取平均值,得出永磁容错电机转子位置的估计算法,通过这种算法可以较准确的估算出转子位置。最后,利用计算机仿真验证电机在正常、开路故障、低速以及电机参数变化情况下,这种位置估计算法的正确性。 展开更多
关键词 永磁容错电机 磁链增量 转子位置 估计算法
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双绕组三相永磁容错电机直接转矩控制 认领
16
作者 刘东星 张雅楠 刘洋 《电机技术》 2015年第2期21-26,共6页
为了提高电力推进系统的可靠性,提出了双绕组三相永磁容错电机的结构,建立了该电机的解耦控制数学模型并说明电机在有、无故障条件下的直接转矩控制算法。在有一个或两个乃至三个绕组发生开路故障后,通过适当增大无故障绕组的电流,系统... 为了提高电力推进系统的可靠性,提出了双绕组三相永磁容错电机的结构,建立了该电机的解耦控制数学模型并说明电机在有、无故障条件下的直接转矩控制算法。在有一个或两个乃至三个绕组发生开路故障后,通过适当增大无故障绕组的电流,系统仍然能够输出无故障时的电磁转矩额,而且转矩脉动也无明显增加。 展开更多
关键词 永磁容错电机 双绕组 直接转矩控制开路故障
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五相双转子永磁容错电机故障运行能力仿真分析 认领
17
作者 陈克 《导航与控制》 2015年第3期86-93,共8页
提出了一种新型五相双转子永磁容错电机,它包括两个转子和一个定子,其中内外转子永磁体均采用径向充磁且充磁方向相同,定子铁心内外开槽,可以安放两套绕组,这两套绕组可以串联连接,也可以并联连接。针对这两种连接方式,对开路(一相开路... 提出了一种新型五相双转子永磁容错电机,它包括两个转子和一个定子,其中内外转子永磁体均采用径向充磁且充磁方向相同,定子铁心内外开槽,可以安放两套绕组,这两套绕组可以串联连接,也可以并联连接。针对这两种连接方式,对开路(一相开路、两相邻相开路和两不相邻相开路)和短路故障进行仿真,有限元仿真结果证明:绕组并联连接优于串联连接。为了提高绕组串联连接时电机的故障运行能力,采取了电流优化控制策略,仿真结果表明该方法在一定程度上可以改善电机的力矩性能。 展开更多
关键词 双转子 永磁容错电机 有限元
基于最优转矩控制六相永磁容错电机故障补救策略的仿真研究 认领 被引量:2
18
作者 荀倩 秦海鸿 +2 位作者 马亚飞 李寒松 严仰光 《电源学报》 CSCD 2015年第1期28-34,66共8页
为了满足航空电力作动系统高可靠性的要求,介绍了一种六相永磁容错电机驱动系统的拓扑结构。在介绍其结构特点的基础上,分析驱动电路电气故障,通过电路等效原理将功率管开路、短路和电机绕组短路故障转化为电机绕组开路故障,最后根据功... 为了满足航空电力作动系统高可靠性的要求,介绍了一种六相永磁容错电机驱动系统的拓扑结构。在介绍其结构特点的基础上,分析驱动电路电气故障,通过电路等效原理将功率管开路、短路和电机绕组短路故障转化为电机绕组开路故障,最后根据功率守恒原则,提出了基于最优转矩控制的故障补救策略,旨在当电机发生开路故障时,能够产生同正常运行时相同的输出转矩,以及最小的转矩脉动和铜耗。Matlab仿真结果表明当电机发生一相或两相开路故障时,系统输出转矩基本不变,从而验证了研究的最优转矩控制策略的可行性。 展开更多
关键词 永磁容错电机 最优转矩控制 故障补救 开路故障
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永磁容错电机的直接转矩控制策略 认领 被引量:15
19
作者 郝振洋 胡育文 沈天珉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期180-188,共9页
针对六相永磁容错电机及其驱动拓扑的特点,深入研究永磁容错电机电压空间矢量的分布规律,确定其选择原则,并设计了永磁容错电机的磁链和转矩估计观测器。详细分析系统在正常态和故障态时综合电压空间矢量对磁链和电磁转矩的影响,确... 针对六相永磁容错电机及其驱动拓扑的特点,深入研究永磁容错电机电压空间矢量的分布规律,确定其选择原则,并设计了永磁容错电机的磁链和转矩估计观测器。详细分析系统在正常态和故障态时综合电压空间矢量对磁链和电磁转矩的影响,确定开关电压矢量的扇区和选择表,从而建立了具有容错能力的直接转矩控制策略。通过对一套750W六相永磁容错电机及其控制系统进行绕组断路和短路故障实验,表明系统发生单相断路或者短路故障时,电机输出转速和有功功率基本不变,实现了容错控制,进而证明了该控制策略的正确性及可行性,这为应用于高可靠性航空用电动燃油泵系统奠定基础。 展开更多
关键词 永磁容错电机 估计观测器 电压空间矢量 直接转矩控制 容错
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基于双绕组永磁容错电机双余度控制系统研究 认领 被引量:3
20
作者 黄义红 郝振洋 穆晓敬 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第6期36-40,74共6页
基于双绕组永磁容错电机,对双余度电机控制系统进行控制策略分析。建立了系统的MATLAB仿真模型,包括电机本体模型、SVPWM、三相全桥逆变器、转速PI控制器、电流PI控制器五部分。仿真表明,该双余度控制系统能够实现恒转速与恒转矩模态切... 基于双绕组永磁容错电机,对双余度电机控制系统进行控制策略分析。建立了系统的MATLAB仿真模型,包括电机本体模型、SVPWM、三相全桥逆变器、转速PI控制器、电流PI控制器五部分。仿真表明,该双余度控制系统能够实现恒转速与恒转矩模态切换。实验表明,在恒转速模式下改变转矩转速不变,在恒转矩模态下改变转速转矩保持不变。仿真及实验结果表明当系统发生断路故障时进行余度切换控制,故障态的输出功率和转速不变,实现容错控制。 展开更多
关键词 永磁容错电机 双余度控制 矢量控制 余度切换
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