“高效节能及智能化电机系统”专题特约主编寄语

“高效节能及智能化电机系统”专题特约主编寄语

为应对我国绿色低碳发展需求，实现“碳达峰、碳中和”目标，高效节能正成为电机行业的关键发展战略。与此同时，蓬勃发展的智能电网、智慧交通等新兴产业，对于电机系统的控制以及保护提出更高挑战，智能化概念在电机领域的认识与应用不断深入，也为传统工业电机提供了新的发展机遇。

为了展现国内外学者在电机高效化及智能化领域的最新成果，在《电工技术学报》与《CES Transactions on Electrical Machines and Systems》（CES TEMS）编辑部以及特约编委的共同努力下，本期“高效节能及智能化电机系统”专题适时推出。此次专题的征稿工作得到了国内学者的大力支持与积极响应，经过审稿专家的严格评审，从中选取优秀论文8篇刊出，以飨读者。学者们在拓扑结构、优化设计方法、新型控制策略等方面分享了许多高效节能电机的技术进展；同时，也从故障诊断、容错运行、控制性能等角度探讨了如何实现更加智能化的电机系统，显著提升了电机的可靠性和控制性能。

在高效拓扑结构及控制策略方面，东南大学付兴贺等发表论文《电励磁同步电机无刷励磁与转矩密度提升技术发展综述》，总结了近年来电励磁电机的技术进展，表明在电动汽车领域电励磁电机综合效率与永磁电机相当，且在成本上具有优势，同时具有较强的扩速以及容错能力。基于此，进一步总结了电励磁电机的无刷励磁技术和转矩密度提升技术，为电励磁电机的小型高效化提供了技术参照。国网山西省电力科学研究院李帅等人撰写的论文《基于组合算法的混合励磁磁通切换电机最大转矩铜耗比控制》，提出了一种针对混合励磁磁通切换电机的损耗控制策略，该策略通过采用优化励磁电流、建立铜耗目标函数等方式，实现了转矩与铜耗比值的最大化，在扩展电机转速范围的同时提高了效率。

浙江大学的秦雪飞等的论文《高速永磁同步电机在多物理场和变流器约束下的设计》，探讨了电机在多物理场耦合约束下的分析与优化问题。论文以一台高速内置式永磁同步电机为例，考虑了在强耦合多物理场及变流器电压电流制约下，高效可靠的高速电机优化方案的设计要点；分析了不同工况下电机磁链与电感的匹配关系；完整总结了高速永磁电机多物理场优化设计流程。

在智能故障诊断方面，针对永磁电机的匝间短路和局部退磁故障难以区分的问题，江苏大学的张业成等发表的论文《基于电流波动特征的永磁同步电机匝间短路与局部退磁故障分类诊断研究》中，提出了一种硬件开销小、适用范围广的故障分类诊断方法。该方法通过对电流波动特征的分析，无需额外的传感设备，即实现了两种故障的智能分类诊断。

在电机容错运行控制方面，哈尔滨理工大学范舒婷等发表论文《不同定子绕组结构五相感应电机开路故障时性能对比分析》，比较了不同绕组结构的五相感应电机在开路故障下的稳态性能，提出五边形-星形绕组结构在开路故障下转矩更高，不平衡系数更小，优于现有的星形-五边形绕组。永磁同步电机高性能闭环控制离不开对相电流信息的采集，从而也对电流传感器的可靠性提出了更高要求。海军工程大学的肖飞等撰写的论文《永磁同步电机单电流传感器系统的三相电流重构策略》中，基于自适应观测器模型，并结合粒子群算法优化观测器参数，提出一种单电流传感器容错控制方法，实现了更好的控制精度与转矩性能。

针对传统矢量控制电压矢量选取精度低、计算量大等问题，国内学者提出了一些改进控制策略。青岛大学李祥林等的论文《基于电压矢量快速筛选的永磁同步电机三矢量模型预测转矩控制》中，通过新型开关表设计，实现了电压矢量快速选取，同时提出了一种可实现无差拍控制的占空比计算方法，能有效降低转矩脉动，改善电机稳态性能。在浙江大学孙丹等发表的论文《基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制》中，改进了零序电流的抑制方法，并引入五位转矩滞环控制器抑制转矩脉动。论文还提出了不含滞环控制器的改进DTC 策略，进一步提升了电压矢量选取精度并降低转矩脉动。

本次专题集中反映了国内学者在电机高效节能以及智能控制等方面的最新进展，并将促进相关领域专家学者的交流，对广大研究人员有所启发和帮助。本次专题的成稿得到了众多学者同行的大力支持，也离不开各位评审专家以及期刊编委的悉心工作。最后，特别感谢《电工技术学报》编辑部为本专题能够顺利出版付出的辛勤劳动。

2022年4月