序

永磁电机系统已在高端数控机床和机器人、节能与新能源汽车、航空航天装备等战略性高端领域发挥着重要作用，有力推动我国实现双碳目标。永磁电机系统的轻量化和高可靠是高端装备的共性追求。然而，随着运行工况和应用环境越来越复杂、恶劣，为了实现永磁电机系统的轻量化，电机系统正向高电磁负荷、高速高频、电机驱动器集成化、少/无传感器等方向发展，导致电机内多物理因素耦合作用增强、建模分析误差变大、散热难问题凸显、故障率大幅提升。因此，如何从新型电机拓扑、多因素耦合建模与优化、先进热管理方法、快速故障诊断与容错控制等方面开展学术创新，是进一步提升永磁电机系统轻量化和可靠性的关键所在。为促进这一领域优秀学术成果交流，《电气工程学报》编辑部于2023 年2 月启动了“轻量化高可靠永磁电机系统”专栏的征文、审稿、编辑和出版工作。

本次专栏征稿过程中，得到了国内永磁电机系统领域专家学者的热心关注和踊跃投稿，体现了当前我国在轻量化高可靠永磁电机本体设计、故障诊断与容错控制等方面的最新研究进展。经过同行专家严格评审，本专栏最终录用13 篇论文。

为了实现永磁电机系统的轻量化，论文《轻量化高效率永磁电机及其控制技术综述》从高磁负荷、高电负荷与高线速度三方面概述了轻量化永磁电机的关键设计技术，从最大转矩电流比和最高效率电流比两方面阐述了永磁电机高效率运行的最新控制策略；论文《永磁同步电机温度建模与热管理方法综述》较为系统地呈现了永磁电机高精度温度建模与热管理技术的发展现状和发展趋势，特别是如何从本体设计和控制策略整体考虑热管理，值得研究人员深入思考；论文《永磁游标电机转矩特性研究》采用气隙磁场调制理论研究了永磁游标电机的永磁磁场和电枢反应磁场谐波的有效耦合过程，揭示了永磁游标电机转矩产生机理，为该类电机的高转矩密度设计打下了坚实基础。

为了提高永磁伺服电机的定位精度，论文《基于线性自抗扰控制技术的伺服控制系统研究》提出了电流环、速度环和位置环的自抗扰控制器设计方法，相较于电流环，自抗扰控制器对速度环的影响更明显，采用自抗扰的永磁伺服系统能实现位置和速度的复合精准控制；论文《考虑参数失配的永磁同步电机电流预测控制研究》提出了基于模型参考自适应的参数辨识策略，并应用于采用两步预测的永磁电机伺服系统中，进一步提升了系统的快速性和参数鲁棒性；论文《三相电压型PWM 整流器的模型预测滑模控制》设计了模型预测滑模控制器，解决了传统模型预测控制中算法遍历寻优计算复杂和外环采用PI 控制动态响应较慢、抗干扰能力差的问题。

为了实现永磁电机速度反馈的可靠性，论文《基于匝数气隙双分段的改进绕组函数解析分析方法》提出了一种将内定子变磁阻旋转变压器径向集成在永磁电机中的混合双定子电机结构，并采用分段函数法对气隙和线圈匝数函数进行建模，精确解析了旋转变压器的气隙磁通和电感参数，提升了永磁电机速度/位置检测的可靠性；论文《一种新型趋近律的PMSM 模糊自适应终端滑模控制》在转速环引入全局快速终端滑模控制，并设计一种新型复合趋近律，在削弱抖振的同时，又能使系统在有限时间内快速达到稳态；论文《基于改进自适应超螺旋观测器的永磁同步电机无位置控制》提出了高幂次项的超螺旋观测器控制率和电阻估计自适应律，提高了观测器在较大误差范围内的跟踪性能和低速时的位置估计效果；论文《基于高阶滑模观测器和改进PLL 的永磁同步电机无传感器控制》提出了一种高阶对数滑模观测器和一种基于三阶Super-twisting 滑模方法的锁相环，实现了有限时间收敛和对反电动势的平滑估计，并有效抑制了转速抖振。

为了提高多相永磁电机系统的容错能力，论文《无电解电容五相永磁同步电机驱动系统主动阻尼控制策略》针对五相永磁同步电机无电解电容驱动系统提出直流母线电压LC 谐振抑制策略，基于母线电压的主动阻尼控制，使用带通滤波器替换原先的高通滤波器对母线电压提取特定频率的阻尼电流来抑制谐振，提升了控制器的可靠性；论文《采用贝叶斯优化和多尺度卷积网络的五相永磁同步电机匝间短路诊断》提出了一种采用贝叶斯优化的多尺度卷积神经网络算法，其中多尺度卷积神经网络采集足够的故障特征，贝叶斯优化算法实现了模型超参数全局寻优，节省了调参时间，提高了匝间短路故障诊断的快速性和准确度；论文《基于降阶解耦的五相容错伺服电机驱动系统容错控制策略》提出一套适用于单相开路故障下的Clark和Park 变换矩阵和故障模式下绕组中性点位偏移对空间矢量脉宽调制电压补偿策略，实现了开路故障下的高性能容错运行。

衷心感谢各位同行、审稿专家以及《电气工程学报》编委会和编辑部的辛勤工作，通过本专栏论文的出版，期望能够为从事相关研究的专家学者提供参考并有所启发，从而共同推动轻量化高可靠永磁电机系统的创新和关键技术的突破。