江苏大学赵文祥教授、陈前教授团队：永磁容错电机及其控制

赵文祥，博士，教授、博士生导师，国家杰青。一直致力于高品质永磁电机系统的理论创新和工程应用研究。承担国家自然科学基金重大项目、国家科技重大专项等国家、省部级项目20余项；第一/通讯作者发表SCI一区论文50余篇；获国家技术发明奖二等奖1项、省部级科技成果一等奖3项。入选江苏特聘教授，江苏省教育工作先进个人，江苏省优秀博士学位论文指导老师。任江苏省先进数控与电力传动重点实验室主任、《电气工程学报》编委会副主任。

陈前，博士，教授，博士生导师，江苏省高校重点实验室“电动车辆驱动与智能控制”主任。从事机器人用轻质高可靠永磁电机系统研究。承担国家自然科学基金项目、工信部揭榜挂帅项目子课题，参与国家自然科学基金重大项目和军委重大专项。获江苏省科学技术奖二等奖和中国机械工业科学技术奖二等奖各1项。授权第一发明人中国、美国、英国发明专利23 件。在国内外权威学术期刊上以第一/通讯作者发表论文 51 篇，其中SCI一区论文27篇，2篇入选ESI高被引论文、1篇入选热点论文，入选2023年、2024年前2%科学家榜单。

永磁电机系统凭借其高转矩密度、高功率因数和高效率的优势，已成为航空航天、国防军工等高端领域的优选对象，其性能的优劣直接影响到装备的运行品质。相较于传统电励磁电机，永磁电机取消了励磁绕组，代之以永磁磁极，具有结构简单、高效轻质的特点。然而，永磁磁极在故障后不能主动灭磁，导致短路电流大、容错能力差，数倍于额定值的短路电流会使电机因过热而烧毁，直接威胁高端重大装备的安全。因此，开展永磁容错电机系统研究，以满足我国高端领域的重大需求，具有重要的科学、经济和社会实用价值。

▲ 传统磁齿轮复合电机与普通永磁容错电机的剖面图

江苏大学赵文祥教授、陈前教授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。《永磁容错电机及其控制》是在梳理、总结团队十余年永磁容错电机系统研究工作的基础上撰写完成的，全面阐述了永磁容错电机系统的设计及驱动控制思想。

《永磁容错电机及其控制》

赵文祥，陈前著

北京：科学出版社，2025. 2

ISBN 978-7-03-077793-5

《永磁容错电机及其控制》围绕永磁容错电机系统这一主题，首先介绍了容错电机及其驱动技术的发展与现状。其次，阐明了永磁电机的容错设计理论和方法。然后，利用磁齿轮效应，提升了永磁容错电机的低速大转矩能力。此外，为了突破旋转永磁体的散热难题，提出了磁通切换式永磁容错电机并阐述其工作原理。最后，针对永磁电机故障后的容错运行难题，遵循由易到难、循序渐进的原则，从容错运行原理、变流器结构、驱动控制技术等方面，构建了多种高性能容错控制策略。

▲ 8/15 极磁通切换式永磁容错电机截面图(a)；样机定子(b)；定子展开图

本书内容安排合理、理论分析详尽、仿真分析和实验验证扎实，具有较高的学术价值。此外，本书也为永磁电机行业的工程技术和科研人员提供了一个新视角和一些新思路，将有力推动永磁容错电机系统方面的研究。

▲ 基于模型预测的容错控制策略：模型预测容错控制框图（a）；基于虚拟电压矢量的模型预测容错控制框图（b）

本书撰写过程中得到了多项科研基金和项目的资助，主要包括：国家杰出青年科学基金项目“永磁容错电机系统”(52025073)，国家优秀青年科学基金项目“永磁容错电机及其控制系统”(51422702)，国家自然科学基金面上项目“交流励磁永磁容错电机及其多区间高效控制”(52077097)、“高推力密度容错式轨道交通永磁直线电机及其协调控制”(51277194)，国家自然科学基金青年科学基金项目“永磁容错电机磁阻转矩的提升机理与容错控制”(51707083)，江苏省杰出青年基金项目“高转矩密度永磁容错游标电机及其高效容错控制”(BK20130011)。本书的出版得到国家科学技术学术著作出版基金的资助。

本文摘编自《永磁容错电机及其控制》（赵文祥，陈前著. 北京：科学出版社，2025. 2）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-077793-5

责任编辑: 惠 雪 曾佳佳 高慧元

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。

本书适合具有电机和控制基础的研究生、科研人员和工程技术人员阅读。

（本文编辑：刘四旦）

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