永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其高效率、高功率密度等优点,已被广泛应用于现代工业及航空航天等领域。永磁同步电机作为机电能量转换机构,若发生故障而未能及时发现,轻则损伤电机本身,重则损坏整个机电设备,造成巨大经济损失,因此对永磁同步电机进行故障诊断与容错控制,是保证永磁同步电机稳定运行十分重要的工作。首先,本文建立了电机正常状态下在abc坐标系和dq坐标系的数学模型,在此基础上通过在短路相引入短路支路的策略,建立了永磁同步电机匝间短路故障下的非线性模型,并重点对故障后的定子绕组电阻、电感参数进行了分析与计算。该模型对于永磁同步电机正常与故障两种状态都适用,避免了仿真研究时频繁切换模型的问题。分别在电机正常状况及故障状况进行了仿真分析,验证了模型构建的正确性。其次,对永磁同步电机故障相电流信号特征提取及分析。采用卡尔曼阶比算法原理提取故障相电流三次谐波成分,根据故障相的三次谐波幅值远大于其他两相的特征判断故障发生的位,将三次谐波幅值随速度变化曲线的斜率作为诊断匝间短路故障严重程度的指标。提出了新型的负序电流计算方法,在匝间短路故障发生后对故障相电流进行负序电流的提取。结合BP神经网络算法,将三次谐波幅值随速度变化曲线的斜率和负序电流作为诊断永磁同步电机匝间短路故障的特征量,仿真结果表明了该方法的可行性。最后,对永磁同步电机匝间短路故障的容错方法进行了分析,设计了发生匝间短路故障时相应的容错切换运行机制。当检测到永磁同步电机发生匝间短路故障后,在不易立即维修故障和更换新设备的情况下,断开故障相绕组,从而使短路问题转化为开路问题,继而进行容错控制。通过Matlab/Simulink对三相永磁同步电机故障发生前、故障发生后、采用容错控制后的三种不同状态进行系统建模和仿真分析,验证了本文提出的针对永磁同步电机匝间短路故障容错控制策略的可行性。