同步磁阻电机近年来受到广泛关注,尤其是在一些低成本、高性能的工业领域,例如风机和水泵这些采用同步磁阻电机作为驱动的通用设备。同步磁阻电机驱动系统的可靠运行对这些设备功能的发挥可提供保障作用,因而很有必要研究其容错运行性能。现有的容错控制算法多针对永磁同步电机,当用于同步磁阻电机时,控制效果不甚理想。因此,本文提出了三次谐波电流注入的容错控制以及基于多目标优化的容错控制策略。一方面,在忽略电感和齿槽转矩变化的情况下,实现了三次谐波容错电流的计算和注入,一定程度上有效抑制了电机在容错运行时的转矩脉动;另一方面,将多目标优化的思想与电机控制相结合,优化容错电流,使其在容错控制下的运行效率得到显著改善。本文研究内容和所得结果如下:(1)首先简单介绍了新型同步磁阻电机的拓扑结构以及不同转子下的输出转矩能力,分析了转矩脉动降低的原理,得出在新型转子下的磁阻电机转矩脉动最小且转矩输出性能最佳。然后推导出不同坐标系下其定子磁链方程、电磁转矩方程等表达式,同时也介绍了不同坐标系之间的变换矩阵。为下文容错控制策略的研究奠定了基础。(2)针对五相同步磁阻电机单相开路故障时的情况提出了三次谐波电流注入的容错控制方法。首先介绍了三种现有的容错控制算法,并将其应用于同步磁阻电机中,发现转矩脉动很大。经分析转矩脉动主要来自于电机的齿槽转矩,因此在现有容错基础上提出三次谐波电流注入的容错控制。通过忽略电感以及齿槽转矩随电流变化而变化的情况,最终算出容错电流,并且仿真结果表明转矩脉动得到有效抑制。(3)将一般用于电机设计的多目标优化的思想与同步磁阻电机的容错控制相结合。首先介绍了由多目标优化生成容错电流的流程图,然后确定电流变量以及目标函数。由于电流变量较多且互相对优化目标有着影响,因此通过敏感度分析将电流变量分为两个敏感层,分别进行多目标优化。最后得到最优的八个电流变量的值,生成一个全新的容错电流,同步磁阻电机在该容错电流下输出的磁阻转矩与转矩脉动符合预期的目标。(4)建立了基于dSPACE的样机驱动系统实验平台,对其硬件结构进行具体论述,并对同步磁阻电机基于三次谐波电流注入的容错控制算法的性能进行实验评价,结果表明其可满足应用要求。