随着电机控制理论、电力电子技术和微电子技术的发展,电机驱动领域已经突破了标准三相供电系统的束缚,多相电机驱动系统凭借其与三相电机驱动系统相比所具有的低压大功率和系统可靠性高等优势,在船舶推进、航空航天和电动汽车等大功率电气驱动装置中获得日益广泛的应用。本文以一台九相磁通切换永磁(Flux-switching permanent magnet, FSPM)电机为研究对象,主要针对九相FSPM电机的基本理论、PWM矢量控制、多相多电平技术、模型预测控制、谐波注入式容错控制、主动缺相控制等技术进行了研究,得出的结论和总结出的方法对多相电机系统的应用具有理论指导意义和工程应用价值。论文主要研究成果包括以下几个方面：1.分析了九相FSPM电机的基本工作原理、静态特性、绕组磁动势的谐波机理和分布,并在九相FSPM电机相变量数学模型基础上,通过矢量空间解耦方法,建立了九相FSPM电机全解耦的数学模型；2.研究了电流滞环PWM矢量控制、空间矢量PWM矢量控制和占空比直接求解PWM矢量控制策略在九相FSPM电机控制系统中的应用,并详细分析了几种控制算法的优缺点,在此基础上,提出了适用于九相FSPM电机性能的控制策略；并通过仿真结果的对比研究,验证了谐波闭环矢量控制在负载不平衡及逆变器非线性条件下的优越性；针对大容量调速系统,提出了中点钳位型(Neutral point clamped, NPC)三电平九相逆变器供电技术,分析了调速系统采用两种载波PWM方式下产生的电压和电流波形；3.针对九相FSPM电机矢量控制系统采用电流八内环的方法动态性能稍显不足,同时PI参数整定困难的问题,提出了九相FSPM电机有限控制集模型预测电流控制(Finite-control-set model predictive current control, FCS-MPCC)方案。通过建立九相FSPM电机状态空间模型的预测标准型,提出了最优开关矢量作用方案以提高控制器处理速度,同时对因电机参数扰动引起的运行性能影响进行了分析。针对上述FCS-MPCC方法进行了仿真与实验验证,结果表明该控制方法具有响应速度快及鲁棒性好的优点；4.分别针对矢量控制九相FSPM电机驱动一中性点和三中性点系统中单相断路故障工况进行研究。一中性点系统单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法；三中性点系统单相故障时,提出了双Y绕组控制及三Y绕组相电流重构控制方案,分别在转矩波动和铜耗方面进行了综合比较；在谐波注入式容错控制基础上,重点分析九相FSPM电机五相绕组同时断路工况下的相电流重构及电机输出特性,即使在谐波电流注入时,容错相电流依然能保持很高的正弦性,并具体量化了电机系统在容错运行时的负载降额率：5.从系统运行效率的角度,研究电机在不同主动缺相运行方案中,对应九相FSPM电机系统的功耗,并在此基础上,提出采用主动缺相控制的方法可使该电机系统在整个运行范围内具有较高的综合运行效率,并进行相关的仿真和实验验证；6.搭建了基于dSPACE1005的九相FSPM电机控制系统硬件平台,设计了软硬件驱动电路,并通过实验验证了所提出控制算法的可行性,为多相FSPM电机进一步深入研究及在驱动领域的实际应用打下了理论与技术基础。