电机系统是能源开采、电气化交通、航空航天等支柱产业和战略性新兴产业的核心装备。为了高效利用电能获得更多产能和动力，这些装备不仅要求电机系统容量不断增大，受工作电压等级限制，系统容量扩大只能通过增大电机电流实现。同时电机系统可靠性要求也不断增加，要求电机系统在故障时具有容错运行能力，延长工作时间。多相组永磁电机系统不仅继承了永磁电机高效率高功率密度的优点，而且由多套绕组和变流器构成，可以将大电流分摊到更多绕组和变流器中，有效降低大容量电机系统的设计和制造难度。此外，多相组永磁电机系统冗余度高、控制维度多，在运行性能、容错能力方面相比三相电机系统均有较大提升空间，因此成为满足大容量、高性能电机系统应用需求的有效解决方案。但是在立项之初，多相组永磁电机系统仍面临电机优化设计与分析方法不成熟、多相组难以实现协同优化调控、缺乏高性能故障诊断与容错运行方法三大技术瓶颈。
为此，本项目在国家973计划课题等15项国家及省部级课题的资助下，历时10年，以提高多相组永磁电机系统运行性能和容错运行能力为目标，开展了理论研究与关键技术攻关，取得了创新突破。
1.多相组永磁电机绕组设计理论与多场耦合精确分析方法。提出多相组永磁电机对称偏移和不对称偏移绕组设计规则，建立了多相组永磁电机绕组设计理论。建立了多相组永磁电机脉宽调制电压与交变磁场之间的定量数学关系，提出瞬态电磁场-温度场双向耦合计算方法，实现了损耗和温升的精确分析。
2．多相组永磁电机系统多矢量优化调制与多维度协同控制技术。构建了多相组变流器零谐波、零共模电压矢量合成机制，发明了多矢量逻辑编组等多相组变流器优化调制技术，有效降低电机共模电压和母线电容应力。提出交错采样模型预测控制、主动缺相优化等多维度协同控制方法，减小了电流谐波，降低了电机系统损耗。
3．多相组永磁电机系统多层级故障诊断与多维度多矢量容错运行技术。发明了谐波平面电流轨迹、高频信号注入等多层级故障诊断技术，实现了多类型电气故障的准确诊断；提出多维空间磁场重构、多矢量混合调制等容错控制方法，建立了谐波空间电流自适应调整等容错控制平滑切换原则，实现了强带载低损耗容错运行。
授权发明专利55项，发表SCI论文62篇，成果获得国内外专家高度评价：有效提升了绕组间电磁隔离性能，实现最优开关矢量选择和电机系统故障自愈等。夏长亮院士等专家鉴定认为：项目成果创新性强，整体达到国际领先水平。成功应用于华夏天信、微特利等公司的永磁电机系统产品，产品用于国内外200多个煤矿和页岩矿以及12万余台宇通、徐工等电动车辆，矿产开采设备节约用电可达20%，电动车辆续航里程提高10%以上，近两年新增销售14.96亿元、利润2.07亿元。获江苏省专利发明人奖、中国专利优秀奖等，培养了IEEEFellow、国家杰青、江苏省杰青等创新人才。

电机系统是能源开采、电气化交通、航空航天等支柱产业和战略性新兴产业的核心装备。为了高效利用电能获得更多产能和动力，这些装备不仅要求电机系统容量不断增大，受工作电压等级限制，系统容量扩大只能通过增大电机电流实现。同时电机系统可靠性要求也不断增加，要求电机系统在故障时具有容错运行能力，延长工作时间。多相组永磁电机系统不仅继承了永磁电机高效率高功率密度的优点，而且由多套绕组和变流器构成，可以将大电流分摊到更多绕组和变流器中，有效降低大容量电机系统的设计和制造难度。此外，多相组永磁电机系统冗余度高、控制维度多，在运行性能、容错能力方面相比三相电机系统均有较大提升空间，因此成为满足大容量、高性能电机系统应用需求的有效解决方案。但是在立项之初，多相组永磁电机系统仍面临电机优化设计与分析方法不成熟、多相组难以实现协同优化调控、缺乏高性能故障诊断与容错运行方法三大技术瓶颈。
为此，本项目在国家973计划课题等15项国家及省部级课题的资助下，历时10年，以提高多相组永磁电机系统运行性能和容错运行能力为目标，开展了理论研究与关键技术攻关，取得了创新突破。
1.多相组永磁电机绕组设计理论与多场耦合精确分析方法。提出多相组永磁电机对称偏移和不对称偏移绕组设计规则，建立了多相组永磁电机绕组设计理论。建立了多相组永磁电机脉宽调制电压与交变磁场之间的定量数学关系，提出瞬态电磁场-温度场双向耦合计算方法，实现了损耗和温升的精确分析。
2．多相组永磁电机系统多矢量优化调制与多维度协同控制技术。构建了多相组变流器零谐波、零共模电压矢量合成机制，发明了多矢量逻辑编组等多相组变流器优化调制技术，有效降低电机共模电压和母线电容应力。提出交错采样模型预测控制、主动缺相优化等多维度协同控制方法，减小了电流谐波，降低了电机系统损耗。
3．多相组永磁电机系统多层级故障诊断与多维度多矢量容错运行技术。发明了谐波平面电流轨迹、高频信号注入等多层级故障诊断技术，实现了多类型电气故障的准确诊断；提出多维空间磁场重构、多矢量混合调制等容错控制方法，建立了谐波空间电流自适应调整等容错控制平滑切换原则，实现了强带载低损耗容错运行。
授权发明专利55项，发表SCI论文62篇，成果获得国内外专家高度评价：有效提升了绕组间电磁隔离性能，实现最优开关矢量选择和电机系统故障自愈等。夏长亮院士等专家鉴定认为：项目成果创新性强，整体达到国际领先水平。成功应用于华夏天信、微特利等公司的永磁电机系统产品，产品用于国内外200多个煤矿和页岩矿以及12万余台宇通、徐工等电动车辆，矿产开采设备节约用电可达20%，电动车辆续航里程提高10%以上，近两年新增销售14.96亿元、利润2.07亿元。获江苏省专利发明人奖、中国专利优秀奖等，培养了IEEEFellow、国家杰青、江苏省杰青等创新人才。