多相感应电机由于结构简单、功率密度高、转矩脉动小等优势,已成为第一代舰船综合电力系统首选的推进电机。为提高推进系统效率及可靠性,多相感应推进电机常采用多套多相绕组结构。当某相绕组发生故障时,可以切出故障相所在的整套绕组,保证电机其它健康相继续运行。此外,当舰船巡航、作业时,可以选择主动切出一套或几套绕组,使推进电机系统工作在切套运行状态以提高运行效率。因此,对于多套多相感应推进电机,切套运行是一种特有且必不可少的运行工况,有必要对切套运行性能进行深入研究。本文以三套三相绕组构成的九相感应推进电机作为研究对象,分析了电机切套运行时的气隙磁场变化,计算了相数变化后的定、转子参数,以及考虑铁磁饱和因素的非线性磁路,建立了多套多相感应电机切套运行变参数T型等效电路,进一步研究了九相感应电机切出不同套数绕组运行时的稳态性能。在此基础上,以损耗最小为原则,提出九相感应电机全转矩范围内主动切套运行相数投切原则,并在8k W九相感应电机试验平台上完成了试验验证。首先,应用传统磁势分析法对九相感应电机切套运行气隙磁势进行分析。将一相脉振磁势分解为一正一反两个旋转磁势,再对多相磁势进行合成。从空间谐波和时间谐波的角度出发,依次计算了电机正常运行时基波、谐波电流产生的合成磁势,以及切套运行时基波、谐波电流产生的合成磁势,推导得到了多相感应电机切套运行时合成磁势的一般表达式。结果表明,九相感应电机切套运行时,基波磁场仍为圆形旋转磁场,仅谐波磁势次数有所增加。其次,重新计算电机切套运行的定、转子参数和非线性磁路。引入反映相绕组和线圈边关系的关联矩阵计算了切套运行的定子槽漏抗,反映相绕组和线圈关系的关联矩阵计算了定子端部漏抗和谐波漏抗,通过改变关联矩阵中的相应元素体现相数的变化,计算过程清晰简便。进一步应用分布磁路法计算了电机相数变化后的非线性磁路,得到工作范围内励磁电流与励磁电感之间的非线性关系,通过插值法即可获得对应任意相数、励磁电流的励磁电感,减少了重复计算,同时避免了有限元计算耗时过多的缺点。在此基础上,建立了九相感应电机切套运行变参数T型等效电路,并结合螺旋桨负载特性,计算了推进电机切套运行的转矩、功率因数、过载能力等稳态性能指标。最后,综合考虑九相感应电机及其驱动逆变器两者损耗,提出全转矩范围内主动切套运行相数投切原则。通过分别计算正常运行和切套运行时电机本体的铁耗、铜耗,以及驱动逆变器的开关损耗、通态损耗,提出电机驱动系统整体损耗最小的相数投切判据,为电机驱动系统始终保持高效率运行提供了理论依据。