永磁游标电机是利用磁场调制效用的高转矩密度电机,其低速大转矩的特性使其拥有巨大的潜力应用于各种电推进系统中。而在电动汽车、船舶推进、航空航天等需要高可靠性的场合,除了对电机转矩性能有较高要求,还要求电机要具有较高的容错性能。因此,同时满足这两种性能需求的永磁容错游标(FT-PMV)电机逐步受到关注。但是之前对此类电机的研究仅限于提出新的结构,缺乏对电机性能系统的理论分析,导致对此类电机性能提升的进一步研究,缺乏理论指导。本文通过建立气隙磁导、永磁磁动势、等效磁路的分析模型,推导出电机气隙磁密、空载反电动势、电磁转矩、自感互感、短路电流和功率因数的解析表达式。根据推导的解析表达式,研究FT-PMV电机的设计参数对电机转矩性能、容错性能和功率因数的影响机理,从而提出转矩性能、容错性能以及功率因数提升的FT-PMV电机设计准则。具体的研究将从以下几个方面展开:1.通过对电机转矩性能的理论分析,研究电机的设计参数对转矩性能的影响机理,从而指导电机的高转矩密度设计。首先,通过建立电机气隙磁导和永磁磁动势的数学解析模型,研究电机的设计参数对转矩性能的影响机理。其次,选择具有合适极槽配比的FT-PMV电机进行建模仿真,以验证关于电磁转矩理论分析的正确性。最后,提出FT-PMV电机高转矩密度的设计准则。2.通过对电机的容错性能和功率因数的理论分析,研究电机的设计参数对功率因数和容错性能的影响机理,从而指导电机的高容错性和高功率因数设计。首先,建立电机的等效磁路模型,研究设计参数对自感互感、短路电流和功率因数的影响机理。其次,建立有限元仿真模型验证理论分析的正确性。最后,提出FT-PMV电机高容错性和高功率因数的设计准则。3.通过综合对电机电磁转矩、容错性能和功率因数的理论分析,研究综合提升电磁转矩和容错性能以及综合提升电磁转矩和功率因数的FT-PMV电机设计准则。首先,通过分析设计参数对电机电磁转矩、电机互感、短路电流和功率因数的影响机理,在综合这些影响机理以及在做出必要取舍的情况下,分别提出电磁转矩和容错性能均提升以及电磁转矩和功率因数均提升的FT-PMV电机设计准则。其次,对以上分析结果在电机模型上进行有限元仿真验证。4.样机实验验证前文中关于FT-PMV电机理论分析和仿真分析的正确性。首先,对样机进行空载试验,以验证前文中对空载反电动势和相间耦合理论分析的正确性。其次,对电机进行负载试验以验证文中对电机电磁转矩、短路容错能力以及短路电流分析的正确性。