永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于具有结构简单可靠、功率密度高、节能高效等优良的特性而得到了广泛的应用。电机的三相绕组有传统的闭绕组连接方式和开绕组连接方式,开绕组永磁同步电机(Open end winding permanent magnet synchronous motor,OEW-PMSM)可以避免开关器件对电机功率等级的限制,解决高压大功率电机系统中电磁干扰、开关损耗、器件安全可靠性等问题。在伺服领域,Z源网络可以用来提升直流母线电压扩大电机的调速范围,同时避免死区时间的不利影响。本文将两者的优点进行结合研究了基于Z源网络的开绕组永磁同步电机系统,具体的研究内容如下:首先,研究了Z源网络的工作模态、升降压工作原理,对比分析了不同零电压矢量插入方法形成的Z源网络不同调制策略。分析计算了Z源网络的元器件参数,并对主电路结构进行了优化改进。其次,建立了基于Z源网络的共直流母线型和隔离直流母线型OEW-PMSM这两种拓扑结构的数学模型。开绕组结构将零序回路打开,在建模时需要考虑反电动式中的三次谐波分量的影响。建立了电压方程、磁链方程、电磁转矩方程,解耦得到了d轴、q轴、零轴的等效电路,便于分析零序回路和系统控制。再次,研究了基于Z源网络的共直流母线型OEW-PMSM的共模电压和零序电流。Z源网络可以增大调制比并避免死区时间对应的共模电压分量,分析了双两电平逆变器的电压矢量分布和电压矢量造成的共模电压。根据逆变器输出的共模电压分量、三次谐波反电动势分量与零序电流的关系,建立了零序电流闭环控制以实现对零序电流的抑制,并采用12段直通式调制策略进行了仿真和实验验证。最后,针对基于Z源网络的隔离直流母线型OEW-PMSM拓扑结构,研究了两个Z源网络输出电压比不同时开绕组电机获得的电平数情况和电压矢量分布情况,具体分析了Z源网络输出电压比为2:1和1:1时的供电效果。研究了部分电压矢量可能造成低压侧Z源网络电容过充的问题,利用仿真和实验对基于Z源网络的隔离型OEW-PMSM系统调制策略进行验证。