传统永磁同步电机的驱动系统中需加入大容值的电解电容抑制直流母线电压的波动。但是电解电容寿命短和稳定性差,容易导致驱动系统发生故障。采用高可靠性薄膜电容替代电解电容的无电解电容驱动系统可以提高驱动系统的可靠性。然而,该类系统因解耦电容大幅减小,存在直流母线电压纹波大、驱动系统不稳定等问题。此外,在动态工况下,母线电压的剧烈变化极易导致电机转速、转矩波动较大,电机稳定性较差,限制了此类驱动系统的推广应用。为解决上述问题,本文研究了一种基于分裂电容结构的无电解电容驱动系统,理论分析了电容容值偏差对母线电压脉动的影响和动态工况下电机稳定性差的问题,提出两种新型控制策略分别用于抑制母线电压波动和改善电机的工作特性。本文主要研究内容如下:首先,对国内外学者的研究成果进行分类描述,归纳现有无电解电容驱动系统的优缺点。以基于分裂电容结构有源功率解耦电路为研究对象,对其拓扑结构和工作原理进行分析;在电容不匹配的情况下,建立解耦电路的数学模型得出该工况电路的功率脉动关系,分析母线电压波动的原因。其次,针对容值不一致导致母线电压波动增大的问题,提出一种基于分裂电容瞬时电压的控制策略:通过给定分裂电容的瞬时电压作为控制量实现电容电压同步跟踪控制,并利用功率降阶模块和直流补偿装置抑制提高了控制精度,当容值发生偏差时可以更好地抑制直流母线电压波动。同时该控制策略还具有响应速度快,控制简单的优点。再次,针对无电解电容电机驱动系统动态性能差的问题,提出了一种基于瞬时功率预测控制策略。对分裂电容有源功率解耦电路进行理论推导,在此基础上分析动态工况下电机转速、转矩波动对直流母线电压的影响。通过给定分裂电容瞬时电压获取电路期望脉动功率,根据功率守恒原理推导电网侧电流预测值,基于该预测电流跟踪控制实现动态工况下母线电压波动抑制和电机转矩、转速的波动减小,提高电机驱动系统的稳定性。最后,基于分裂电容有源功率解耦电路构建无电解电容驱动系统实验平台,并展开多工况实验。实验结果表明,本文提出的分裂电容瞬时电压控制策略可有效抑制因电容容值不一致导致的母线电压波动,保持电机稳定运行;提出的瞬时功率预测控制能显著抑制母线电压波动,有效提高电机动态性能。