為滿足航空航天領(lǐng)域可靠性較高IRFP4368PBF的需要，一般采用高磁能積的稀土永磁材料和余度設(shè)計方法。通常，永磁直流電動機由轉(zhuǎn)子組件、定子組件、換向器及電刷組成，其故障樹如圖8.7所示。為了提高其可靠度，一般采用余度設(shè)計技術(shù)，即兩電機并聯(lián)工作。但在可靠度提高的同時，電機驅(qū)動系統(tǒng)的體積及重量成正比增加。針對這一情況，對電機部分零部件采用余度設(shè)計增加可靠性的方法。竇滿峰，馮智海在《雙余度稀土永磁直流電機可靠性研究》‘43介紹了兩種余度形式的永磁直流電動機：一種是電機內(nèi)同軸連接兩個轉(zhuǎn)子組件，電機有兩組磁鋼、商套換向器及電刷，其結(jié)構(gòu)如圖8. 15歷示。另一種是單轉(zhuǎn)子組件及磁鋼、兩套換向器及電刷構(gòu)成的電機，其結(jié)構(gòu)如圖8. 16所示。也就是說，針對永磁直流電動機可靠性三大薄弱環(huán)節(jié)（繞組、電刷接觸、軸承）中的兩個因素應(yīng)用了冗余設(shè)計技術(shù)。前者有兩套繞組、兩套換向器及電刷；后者仍為單繞組，有兩套換向器及電刷。

    一般的直流電動機包含幾十個元件，當(dāng)一個元件損壞時都將使電機失效，因此電機可看成為串聯(lián)模型。影響電機可靠性的主要元件為軸、軸承、磁鋼、繞組、鐵心、換向器、電刷及彈簧。電機的可靠性結(jié)構(gòu)模型如圖8. 17所示。電機的軸、軸承、磁鋼、繞組、鐵心、換向器、電刷的可靠度分別為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8。電機在時間￡內(nèi)的可靠度用R表示，因此單電機可靠性數(shù)學(xué)模型為