在高端装备制造领域,双三相永磁同步电机因具备较强的容错能力,受到新能源汽车、航空航天等行业关注。传统三相电机一旦缺相往往会停机,而双三相电机依靠冗余结构可在故障后继续运行。但这个优势要运用,长期受到控制策略的限制。行业常用的正弦电流控制虽然实现简单,却压缩了电流参考的优化空间。更关键的是,现有方法往往难以兼顾“效率”和“性能”:最小铜耗策略能降低能耗,却可能削弱转矩输出;最大转矩策略保证动力性能,但能耗明显上升。在变负载工况下,这一矛盾更为突出,系统不得不频繁切换控制模式,增加控制复杂度,也影响运行稳定性。针对这一问题,南航自动化学院艾星全教授团队提出一种基于三次谐波注入的新思路。团队通过重构电流参考模型,将两类基础策略进行融合。其关键在于引入智能分配系数机制,可根据实时负载动态调整控制参数,不需要改动硬件结构,也避免了传统查表方法对存储资源的依赖。实验结果显示,该方案在保持电机全负载运行能力的同时,可将定子铜耗降低15%以上。这意味着在相同输出功率下,系统有望获得更长续航或更低散热压力。目前该技术已在表贴式双三相电机上完成验证,团队正继续向内置式及其他多相电机系统扩展。该研究获得国家自然科学基金和航空基金支持,对应的工程应用价值已受到业内关注。随着我国高端装备制造向高可靠性加速迈进,此类控制策略突破有望为关键装备的自主可控提供支撑。
面向高可靠电驱时代,缺相容错控制的目标已不止于“故障后能运行”,而是要在故障状态下依然保持高效、可控和足够的动力输出;以更低的系统代价获得更稳健的全工况表现,是电机控制走向复杂工程场景必须解决的问题。下一阶段,如何在更广泛的机型和更严苛的工况中验证并固化这类方法,将成为技术落地的关键。