随着电力电子变换技术的快速发展,电机驱动系统摆脱了三相供电网络的限制。多相(相数>3)电机驱动系统在大功率高可靠性交流传动领域得到了广泛的关注。多相电机驱动系统具有低压大功率输出、低转矩脉动、适于容错运行等优势,特别适合应用于电动车,风力发电、航空航天等领域。论文以相移30°双三相永磁同步电机(PMSM)为研究对象,对数学建模、谐波电流抑制方法、PWM及过调制策略、容错控制等方面进行深入的理论研究和实验验证。首先,论文对多相电机绕组磁动势进行谐波分析,揭示了双三相电机可以减少转矩脉动的理论基础。基于矢量空间解耦(VSD)方法对双三相PMSM进行建模。基于VSD模型的双三相电机矢量控制包括二维电流控制和四维电流控制两种,其中二维电流控制控制结构简单,四维电流控制具有更好的谐波电流抑制效果。分析了VSD模型下谐波子平面变量的意义,通过对谐波子平面电流的控制可以对双三相电机两套三相系统参数不对称和死区效应等非线性因素进行补偿。针对双三相PMSM直接转矩控制采用基本矢量存在大量6k±1(k=1,3,5,…)次谐波问题,对基本矢量进行修正,采用修正后的中间矢量很好的抑制了z1-z2子平面的谐波电流,从而降低了电机损耗。其次,对双三相电机的脉宽调制(PWM)算法进行深入研究,六相逆变器常用的四矢量SVPWM算法具有PWM波形不对称,开关损耗较大等固有缺点,并且难以应用于四维电流矢量控制。基于载波脉宽调制(CBPWM)的双零序注入PWM策略是双三相电机四维电流矢量控制最为简单有效的PWM策略,分析了双零序注入PWM策略和四矢量SVPWM算法的内在联系。提出了针对五桥臂逆变器驱动双三相电机系统的双零序注入PWM策略,包括均值连续PWM和三种不连续PWM方式,并对其母线电压利用率进行了分析,该策略可以实现最大母线电压利用、易于实现,并且可以作为正常双三相电机驱动系统中六桥臂逆变器一相桥臂故障后的一种容错控制方法。再次,对双三相电机过调制策略进行分析,通过引入中间矢量的概念,以四矢量SVPWM算法为数学基础,对过调制区z1-z2子平面需要注入的谐波电压进行分析,提出了两种过调制算法,其中算法2实现了过调制区最小谐波注入,最大程度的减少了过调制区的谐波电流。针对六相逆变器四矢量SVPWM的固有缺点,将线性调制区和过调制区算法统一于双零序注入PWM策略实现。采用最小幅值误差过调制策略实现了六相逆变器最大母线电压利用。仿真分析和实验结果验证了算法的有效性和可行性。最后,研究了双三相电机缺相后的容错控制算法。常用的多相电机缺相容错控制策略需要建立缺相后的降维数学模型,双三相电机缺相时具有两种不同中性点连接方式,每种情况对应不同的解耦变换阵,需要分别进行建模。根据双三相电机缺相运行时,如果保持系统解耦变换阵不变,则电压方程、磁链方程和转矩方程不会受到影响的特点。构建了一种基于正常解耦变换的缺相容错控制策略,该策略适用于不同中性点连接方式以及不同相数开路情况,只需要改变谐波子平面参考电流即可,并分析了三次谐波磁势对电磁转矩的影响。对一相开路和正交两相开路情况分别进行理论分析和实验验证,证明了控制策略的有效性和可行性。