序

永磁電機(jī)系統(tǒng)已在高端數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、節(jié)能與新能源汽車(chē)、航空航天裝備等戰(zhàn)略性高端領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，有力推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。永磁電機(jī)系統(tǒng)的輕量化和高可靠是高端裝備的共性追求。然而，隨著運(yùn)行工況和應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜、惡劣，為了實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)系統(tǒng)的輕量化，電機(jī)系統(tǒng)正向高電磁負(fù)荷、高速高頻、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成化、少/無(wú)傳感器等方向發(fā)展，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)多物理因素耦合作用增強(qiáng)、建模分析誤差變大、散熱難問(wèn)題凸顯、故障率大幅提升。因此，如何從新型電機(jī)拓?fù)?、多因素耦合建模與優(yōu)化、先進(jìn)熱管理方法、快速故障診斷與容錯(cuò)控制等方面開(kāi)展學(xué)術(shù)創(chuàng)新，是進(jìn)一步提升永磁電機(jī)系統(tǒng)輕量化和可靠性的關(guān)鍵所在。為促進(jìn)這一領(lǐng)域優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果交流，《電氣工程學(xué)報(bào)》編輯部于2023 年2 月啟動(dòng)了“輕量化高可靠永磁電機(jī)系統(tǒng)”專(zhuān)欄的征文、審稿、編輯和出版工作。

本次專(zhuān)欄征稿過(guò)程中，得到了國(guó)內(nèi)永磁電機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的熱心關(guān)注和踴躍投稿，體現(xiàn)了當(dāng)前我國(guó)在輕量化高可靠永磁電機(jī)本體設(shè)計(jì)、故障診斷與容錯(cuò)控制等方面的最新研究進(jìn)展。經(jīng)過(guò)同行專(zhuān)家嚴(yán)格評(píng)審，本專(zhuān)欄最終錄用13 篇論文。

為了實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)系統(tǒng)的輕量化，論文《輕量化高效率永磁電機(jī)及其控制技術(shù)綜述》從高磁負(fù)荷、高電負(fù)荷與高線(xiàn)速度三方面概述了輕量化永磁電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，從最大轉(zhuǎn)矩電流比和最高效率電流比兩方面闡述了永磁電機(jī)高效率運(yùn)行的最新控制策略；論文《永磁同步電機(jī)溫度建模與熱管理方法綜述》較為系統(tǒng)地呈現(xiàn)了永磁電機(jī)高精度溫度建模與熱管理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，特別是如何從本體設(shè)計(jì)和控制策略整體考慮熱管理，值得研究人員深入思考；論文《永磁游標(biāo)電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性研究》采用氣隙磁場(chǎng)調(diào)制理論研究了永磁游標(biāo)電機(jī)的永磁磁場(chǎng)和電樞反應(yīng)磁場(chǎng)諧波的有效耦合過(guò)程，揭示了永磁游標(biāo)電機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理，為該類(lèi)電機(jī)的高轉(zhuǎn)矩密度設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

為了提高永磁伺服電機(jī)的定位精度，論文《基于線(xiàn)性自抗擾控制技術(shù)的伺服控制系統(tǒng)研究》提出了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的自抗擾控制器設(shè)計(jì)方法，相較于電流環(huán)，自抗擾控制器對(duì)速度環(huán)的影響更明顯，采用自抗擾的永磁伺服系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)位置和速度的復(fù)合精準(zhǔn)控制；論文《考慮參數(shù)失配的永磁同步電機(jī)電流預(yù)測(cè)控制研究》提出了基于模型參考自適應(yīng)的參數(shù)辨識(shí)策略，并應(yīng)用于采用兩步預(yù)測(cè)的永磁電機(jī)伺服系統(tǒng)中，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的快速性和參數(shù)魯棒性；論文《三相電壓型PWM 整流器的模型預(yù)測(cè)滑?？刂啤吩O(shè)計(jì)了模型預(yù)測(cè)滑模控制器，解決了傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制中算法遍歷尋優(yōu)計(jì)算復(fù)雜和外環(huán)采用PI 控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢、抗干擾能力差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)速度反饋的可靠性，論文《基于匝數(shù)氣隙雙分段的改進(jìn)繞組函數(shù)解析分析方法》提出了一種將內(nèi)定子變磁阻旋轉(zhuǎn)變壓器徑向集成在永磁電機(jī)中的混合雙定子電機(jī)結(jié)構(gòu)，并采用分段函數(shù)法對(duì)氣隙和線(xiàn)圈匝數(shù)函數(shù)進(jìn)行建模，精確解析了旋轉(zhuǎn)變壓器的氣隙磁通和電感參數(shù)，提升了永磁電機(jī)速度/位置檢測(cè)的可靠性；論文《一種新型趨近律的PMSM 模糊自適應(yīng)終端滑?？刂啤吩谵D(zhuǎn)速環(huán)引入全局快速終端滑模控制，并設(shè)計(jì)一種新型復(fù)合趨近律，在削弱抖振的同時(shí)，又能使系統(tǒng)在有限時(shí)間內(nèi)快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)；論文《基于改進(jìn)自適應(yīng)超螺旋觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)無(wú)位置控制》提出了高冪次項(xiàng)的超螺旋觀測(cè)器控制率和電阻估計(jì)自適應(yīng)律，提高了觀測(cè)器在較大誤差范圍內(nèi)的跟蹤性能和低速時(shí)的位置估計(jì)效果；論文《基于高階滑模觀測(cè)器和改進(jìn)PLL 的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制》提出了一種高階對(duì)數(shù)滑模觀測(cè)器和一種基于三階Super-twisting 滑模方法的鎖相環(huán)，實(shí)現(xiàn)了有限時(shí)間收斂和對(duì)反電動(dòng)勢(shì)的平滑估計(jì)，并有效抑制了轉(zhuǎn)速抖振。

為了提高多相永磁電機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，論文《無(wú)電解電容五相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)阻尼控制策略》針對(duì)五相永磁同步電機(jī)無(wú)電解電容驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出直流母線(xiàn)電壓LC 諧振抑制策略，基于母線(xiàn)電壓的主動(dòng)阻尼控制，使用帶通濾波器替換原先的高通濾波器對(duì)母線(xiàn)電壓提取特定頻率的阻尼電流來(lái)抑制諧振，提升了控制器的可靠性；論文《采用貝葉斯優(yōu)化和多尺度卷積網(wǎng)絡(luò)的五相永磁同步電機(jī)匝間短路診斷》提出了一種采用貝葉斯優(yōu)化的多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，其中多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采集足夠的故障特征，貝葉斯優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)了模型超參數(shù)全局尋優(yōu)，節(jié)省了調(diào)參時(shí)間，提高了匝間短路故障診斷的快速性和準(zhǔn)確度；論文《基于降階解耦的五相容錯(cuò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)容錯(cuò)控制策略》提出一套適用于單相開(kāi)路故障下的Clark和Park 變換矩陣和故障模式下繞組中性點(diǎn)位偏移對(duì)空間矢量脈寬調(diào)制電壓補(bǔ)償策略，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)路故障下的高性能容錯(cuò)運(yùn)行。

衷心感謝各位同行、審稿專(zhuān)家以及《電氣工程學(xué)報(bào)》編委會(huì)和編輯部的辛勤工作，通過(guò)本專(zhuān)欄論文的出版，期望能夠?yàn)閺氖孪嚓P(guān)研究的專(zhuān)家學(xué)者提供參考并有所啟發(fā)，從而共同推動(dòng)輕量化高可靠永磁電機(jī)系統(tǒng)的創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)的突破。