“高效節能及智能化電機系統”專題特約主編寄語

“高效節能及智能化電機系統”專題特約主編寄語

為應對我國綠色低碳發展需求，實現“碳達峰、碳中和”目標，高效節能正成為電機行業的關鍵發展戰略。與此同時，蓬勃發展的智能電網、智慧交通等新興產業，對于電機系統的控制以及保護提出更高挑戰，智能化概念在電機領域的認識與應用不斷深入，也為傳統工業電機提供了新的發展機遇。

為了展現國內外學者在電機高效化及智能化領域的最新成果，在《電工技術學報》與《CES Transactions on Electrical Machines and Systems》（CES TEMS）編輯部以及特約編委的共同努力下，本期“高效節能及智能化電機系統”專題適時推出。此次專題的征稿工作得到了國內學者的大力支持與積極響應，經過審稿專家的嚴格評審，從中選取優秀論文8篇刊出，以饗讀者。學者們在拓撲結構、優化設計方法、新型控制策略等方面分享了許多高效節能電機的技術進展；同時，也從故障診斷、容錯運行、控制性能等角度探討了如何實現更加智能化的電機系統，顯著提升了電機的可靠性和控制性能。

在高效拓撲結構及控制策略方面，東南大學付興賀等發表論文《電勵磁同步電機無刷勵磁與轉矩密度提升技術發展綜述》，總結了近年來電勵磁電機的技術進展，表明在電動汽車領域電勵磁電機綜合效率與永磁電機相當，且在成本上具有優勢，同時具有較強的擴速以及容錯能力。基于此，進一步總結了電勵磁電機的無刷勵磁技術和轉矩密度提升技術，為電勵磁電機的小型高效化提供了技術參照。國網山西省電力科學研究院李帥等人撰寫的論文《基于組合算法的混合勵磁磁通切換電機最大轉矩銅耗比控制》，提出了一種針對混合勵磁磁通切換電機的損耗控制策略，該策略通過采用優化勵磁電流、建立銅耗目標函數等方式，實現了轉矩與銅耗比值的最大化，在擴展電機轉速范圍的同時提高了效率。

浙江大學的秦雪飛等的論文《高速永磁同步電機在多物理場和變流器約束下的設計》，探討了電機在多物理場耦合約束下的分析與優化問題。論文以一臺高速內置式永磁同步電機為例，考慮了在強耦合多物理場及變流器電壓電流制約下，高效可靠的高速電機優化方案的設計要點；分析了不同工況下電機磁鏈與電感的匹配關系；完整總結了高速永磁電機多物理場優化設計流程。

在智能故障診斷方面，針對永磁電機的匝間短路和局部退磁故障難以區分的問題，江蘇大學的張業成等發表的論文《基于電流波動特征的永磁同步電機匝間短路與局部退磁故障分類診斷研究》中，提出了一種硬件開銷小、適用范圍廣的故障分類診斷方法。該方法通過對電流波動特征的分析，無需額外的傳感設備，即實現了兩種故障的智能分類診斷。

在電機容錯運行控制方面，哈爾濱理工大學范舒婷等發表論文《不同定子繞組結構五相感應電機開路故障時性能對比分析》，比較了不同繞組結構的五相感應電機在開路故障下的穩態性能，提出五邊形-星形繞組結構在開路故障下轉矩更高，不平衡系數更小，優于現有的星形-五邊形繞組。永磁同步電機高性能閉環控制離不開對相電流信息的采集，從而也對電流傳感器的可靠性提出了更高要求。海軍工程大學的肖飛等撰寫的論文《永磁同步電機單電流傳感器系統的三相電流重構策略》中，基于自適應觀測器模型，并結合粒子群算法優化觀測器參數，提出一種單電流傳感器容錯控制方法，實現了更好的控制精度與轉矩性能。

針對傳統矢量控制電壓矢量選取精度低、計算量大等問題，國內學者提出了一些改進控制策略。青島大學李祥林等的論文《基于電壓矢量快速篩選的永磁同步電機三矢量模型預測轉矩控制》中，通過新型開關表設計，實現了電壓矢量快速選取，同時提出了一種可實現無差拍控制的占空比計算方法，能有效降低轉矩脈動，改善電機穩態性能。在浙江大學孫丹等發表的論文《基于重構電壓矢量的共直流母線型開繞組永磁同步電機改進直接轉矩控制》中，改進了零序電流的抑制方法，并引入五位轉矩滯環控制器抑制轉矩脈動。論文還提出了不含滯環控制器的改進DTC 策略，進一步提升了電壓矢量選取精度并降低轉矩脈動。

本次專題集中反映了國內學者在電機高效節能以及智能控制等方面的最新進展，并將促進相關領域專家學者的交流，對廣大研究人員有所啟發和幫助。本次專題的成稿得到了眾多學者同行的大力支持，也離不開各位評審專家以及期刊編委的悉心工作。最后，特別感謝《電工技術學報》編輯部為本專題能夠順利出版付出的辛勤勞動。

2022年4月