由于多相电机具有较多的控制自由度,当电机绕组或逆变器发生故障后,可以灵活地实现容错运行,使得其在航空航天驱动系统、电力机车牵引系统及船舶电力推进系统等关键领域备受青睐。而相对于多相感应电机,多相永磁同步电机(PMSM),具有体积小、效率高、控制简单等优点,日益成为感应电机的有力竞争者。本文对多相永磁同步电机缺多相容错型直接转矩控制(DTC)展开研究,具体研究内容及结论如下。本文首先论述了课题的研究背景及选题意义,介绍了国内外对多相电机分类及数学模型、多相电机控制策略及永磁同步电机无位置传感器的研究概况,学者们虽然对多相电机容错控制及永磁同步电机直接转矩控制都做了大量的研究,然而多相永磁同步电机容错型直接转矩控制尚鲜有文献提及,而将无位置传感器技术应用于多相永磁同步电机容错控制则更为罕见,这些方面都有进一步探索的必要。其次,本文介绍了六相对称绕组永磁同步电机无故障状态下的数学模型,为进一步研究电机缺多相数学模型提供理论基础,并与电机缺多相后模型进行比较分析。再次,本文对电机缺两相后的数学模型展开研究,通过提出虚拟变量这一概念,推导出虚拟定子磁链和电磁转矩之间的关系。利用剩余四相逆变桥实现对虚拟定子磁链、零序电流以及电磁转矩的同时控制,并就电机缺两相带载能力进行了分析。仿真及实验结果表明了所提缺两相容错型直接转矩控制系统稳态运行平稳、动态响应迅速。然后,本文对电机缺三相容错型直接转矩控制系统展开研究。电机三相开路后,定子磁链和电磁转矩模型可分为对称及不对称两种。对于模型对称的情况,三相永磁同步电机直接转矩控制分析方法可直接适用;对于模型不对称的情况,通过引入虚拟变量,能够将虚拟定子磁链幅值控制为圆形,对瞬时转矩实现有效的控制。最后,本文对电机缺相后无位置传感器技术展开研究,应用具有电流校正环节的定子磁链观测器及转速观测器观测出虚拟定子磁链、转矩及转速,将其应用于直接转矩控制闭环中,实现了中高转速下的无位置传感器控制。仿真及实验结果表明,采用该策略可实现电机缺相无位置传感器DTC系统1OOr/min以上平稳运行。为验证文中所提控制策略,本文介绍了一套以TMS320F2812 DSP为核心的直接转矩控制硬件系统并设计了相应的软件系统,实验验证了该系统的可行性和有效性。