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由于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度大、效率高、能耗低等优点,使得PMSM在多种领域中得到广泛的应用。但是由于PMSM的工作原理以及工作环境等因素的影响,导致电机驱动系统的可靠性降低。电机的缺相故障是电机传动系统最常发生的故障,往往因电机的一个相位断开、逆变器的一个相位断开或者机械端子接触不良而产生。在缺相故障下,由于相电流的不平衡,会导致电机的性能和效率下降,尤其在极端的情况下,可能会对电机及驱动系统造成不可恢复的损坏,因此缺相故障的故障诊断和容错控制技术对于保证控制系统的可靠性变得尤为重要。本文主要从三相永磁同步电机系统的数学建模、电机缺相故障的检测、电机一相绕组开路故障的容错控制以及逆变器一相开路故障的容错控制进行分析和研究,所做的工作主要包括:1.围绕三相PMSM的基本定转子结构进行简化,通过三种常用的坐标变换进行对比分析,建立PMSM在这三种不同坐标系下的数学模型,并根据电机发生缺相故障时的故障特点,建立故障时电机的数学模型。2.针对三相PMSM的缺相故障进行数学模型分析,并采用基于遗忘因子的最小二乘算法对电机的三相定子电阻进行辨识,根据故障相电阻的变化情况,通过设置合适的阈值,实现对具体故障相位的检测。3.针对三相PMSM电机的一相绕组开路故障设计了基于三相四开关容错拓扑结构的控制策略。首先建立了采用三相四开关容错结构时电机的数学模型,在分析模型的基础上分析验证了采用此容错拓扑结构对电机驱动系统带来的影响,然后提出一种电流环的比例积分准谐振控制策略,实现对电机转矩和转速中脉动的抑制,进而保证PMSM在一相开路故障下运行的高可靠性。4.针对三相PMSM驱动系统中逆变器一相开路故障,提出一种采用三相四开关逆变器供电的电机转矩脉动的抑制策略。建立了电机采用三相四开关逆变器时的数学模型,并分析了直流母线电容器电压波动对系统带来的影响,然后针对这种影响采用电流环的比例积分准谐振控制策略,改善电流波形,进而抑制电机转矩和转速的周期性脉动。