作者簡介

本文是第二屆電力電子科普征文大賽的獲獎作品，來自華中科技大學劉自程、王光宇、朱榮培、蔣棟、羅翔宇、包木建、朱梓豪等投稿。

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多相電機的應用場景

經過前面的介紹，相信大家已經對多相電機的優點有了進一步的認識。然而你可能會疑惑為什么多相電機有這么多優點但實際生活中卻很少見到呢？這是因為多相電機往往應用于功率需求較大或高可靠性的場合，且與之配套的變頻器往往需要獨立設計。隨著電力電子技術的逐漸成熟，變頻器逐漸突破傳統三相的相數限制，多相電機也逐漸推廣至各行各業中，尤其是在艦船推進、風力發電和新能源汽車等行業中展現出強大的潛力。接下來，筆者用幾個典型的應用案例來讓大家了解現實生活中的多相電機。

3.1

艦船推進

電機是船舶電力推進的動力之源，多相電機系統憑借低單相功率和高控制自由度在艦船推進中得到了應用。一個典型的案例是法國Alstom研發的AIM感應電機(具有十五相繞組，額定功率達20MW，額定轉速180rpm，重量89噸)，應用于英國伊麗莎白女王號航母，實現了大型艦船的高效推進。

3.2

電動汽車

電機、電控作為新能源汽車“三電”技術的兩個重要組成部分，相信大家都有所耳聞。其中，蔚來汽車的ES8旗艦車型充分利用了多相電機低噪聲和容錯能力的優勢，采用前后雙電機四輪驅動配置。前輪驅動使用160kW高效永磁電驅動系統，后輪驅動則配備240kW高性能雙三相感應電驅動系統。這樣的設計不僅提供強大的動力和加速能力，還提升了駕駛的穩定性和舒適性，展示了蔚來在電動汽車領域的創新能力和市場領導地位。

3.3

多電飛機

在航空工業中，為確保可靠性，容錯設計和冗余技術被廣泛采用至多電飛機領域，其中多相電機因其緊湊性和高容錯能力備受青睞。意大利都靈理工大學R. Bojoi 等人設計用于飛機引擎的六相外轉子永磁發電機，該電機集成在飛機主燃氣渦輪發動機內，定子繞組由六相單層非重疊分數槽集中繞組組成，可滿足航空航天應用所需的容錯要求。

3.4

電梯

隨著近些年超高層建筑的增加，對高速電梯的需求也在上升。傳統的三相電驅動系統無法滿足這種超高速電梯的要求。為了解決這一問題，韓國Eunsoo Jung及其研究團隊開發了一種基于多個三相電壓源逆變器的九相永磁同步電機驅動系統。該電機的最大輸出功率為1.1MW，最大轉矩為40kNm，額定速度為1080m/min，具備更高的容錯性和負載均衡能力，確保電梯在超高速運行下的穩定性，這使得多相電機成為現代高層建筑電梯系統的理想選擇。

3.5

風力發電

在世界能源危機和環境惡化的背景下，清潔能源特別是風力發電逐漸受到重視。多相電機因其高可靠性、容錯性能和靈活的控制設計，成為風電系統中的熱門選擇。其中比較典型的例子是建立在西班牙的歌美颯G10x ，容量為4.5MW的18相永磁同步發電機。

從上述應用典型案例來看，多相電機已經得到廣泛應用，上到天上轉的風力發電機，下到地上跑的電動汽車，還有船上的推進系統，可見多相電機已與能源、汽車、國防等領域深度融合。筆者相信，憑借多相電機低噪聲高可靠性的優勢，未來必將在國民經濟發展和國防工業建設等領域中扮演更重要的角色。

系列文章

多相電機的奇妙世界(1)：從三相到多相的跨越

多相電機的奇妙世界(2)：三相電機vs多相電機