1、近年來，隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠性提出了很高的要求。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，電動(dòng)汽車仍能可靠行駛，因此，設(shè)計(jì)具有容錯(cuò)能力的電機(jī)本體和控制系統(tǒng)已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。軸向磁場(chǎng)磁通切換容錯(cuò)(Axial FieldFlux-Switching Fault-Tolerant，簡(jiǎn)稱AFFSFT)電機(jī)是一種新型軸向磁場(chǎng)永磁電機(jī)，該電機(jī)結(jié)合軸向磁場(chǎng)永磁電機(jī)和容錯(cuò)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有軸向尺寸短、體積小、功率和轉(zhuǎn)矩密度大以及容錯(cuò)性能好的特

2、點(diǎn)，適用于直驅(qū)電動(dòng)汽車。本文以三相AFFSFT電機(jī)為研究對(duì)象，分別對(duì)AFFSFT電機(jī)的設(shè)計(jì)理論、分析與優(yōu)化方法、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電磁性能和控制策略等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，并通過仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，為進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，增加電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的備選方案，奠定了重要的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
　　論文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.詳細(xì)分析了三相軸向磁場(chǎng)磁通切換容錯(cuò)電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及繞組互補(bǔ)性，在此基礎(chǔ)

3、上推導(dǎo)了AFFSFT電機(jī)的功率方程、定子齒和轉(zhuǎn)子極之間的磁導(dǎo)公式，為電機(jī)的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2.研究了電機(jī)定/轉(zhuǎn)子極、裂比（定子內(nèi)徑/定子外徑）、定子側(cè)齒寬度、定子中間齒寬度、永磁體厚度、轉(zhuǎn)子極寬、軸向氣隙長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子極軸向長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電感的影響，在此基礎(chǔ)上，以大自感小互感為容錯(cuò)設(shè)計(jì)目標(biāo)，優(yōu)化AFFSFT電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定電機(jī)設(shè)計(jì)方案，并且利用三維有限元法，研究了AFFSFT電機(jī)的靜態(tài)特性，有限元仿真計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)

4、理論和優(yōu)化方法的正確性。
　　3.提出不同定子鐵芯形狀的AFFSFT電機(jī)結(jié)構(gòu)，在相同電機(jī)外形尺寸的條件下，研究對(duì)比不同定子鐵芯結(jié)構(gòu)軸向磁場(chǎng)磁通切換容錯(cuò)電機(jī)的性能。分析轉(zhuǎn)子極數(shù)、定子齒/槽形狀、轉(zhuǎn)子極形狀對(duì)U、C、E不同定子鐵芯電機(jī)的影響，綜合考慮反電動(dòng)勢(shì)和齒槽轉(zhuǎn)矩，優(yōu)化了三種定子鐵芯結(jié)構(gòu)電機(jī)，對(duì)比分析了不同結(jié)構(gòu)電機(jī)的電磁性能，包括磁密、反電動(dòng)勢(shì)、齒槽轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩、電感和電機(jī)損耗，驗(yàn)證了E形鐵芯AFFSFT電機(jī)比其它兩種結(jié)構(gòu)電機(jī)具

5、有更好的綜合性能。
　　4.建立三相AFFSFT電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其MATLAB系統(tǒng)仿真模型，提出AFFSFT電機(jī)正常運(yùn)行和故障容錯(cuò)運(yùn)行控制策略，通過對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障前后的仿真分析，驗(yàn)證了AFFSFT電機(jī)控制策略的可行性與有效性。
　　5.基于AFFSFT電機(jī)結(jié)構(gòu)，提出混合勵(lì)磁AFFSFT電機(jī)，對(duì)比兩種不同容錯(cuò)電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了直流勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的原理，在6/14極AFFSFT電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)