与传统三相交流调速系统相比,多相电机交流调速系统具有低电压大功率、系统可靠性高以及电磁转矩脉动小等优点,在供电电压等级受到限制的场合,多相电机交流调速系统优势更加突出。五相感应电机为结构最简单的多相电机,六相感应电机则为典型3的整倍数多相电机,与这两种多相电机相比,七相感应电机作为一种质数相电机,是多相系统的一个重要分支,其电压矢量达到128个,具有多种缺相运行情况,其PWM调制、正常和故障情况下的控制复杂程度更高,选择性更大,因此也更能体现多相电机的特点。本文选择七相感应电机作为研究对象,首先根据空间解耦坐标变换理论,推导了七相感应电机数学模型。针对多相电机存在谐波大电流的缺点,专门对七相电机的谐波电流、谐波转矩产生的原因、特点进行了分析。在七相PWM方面,如果将三相SVPWM简单推广至七相系统,即七相传统SVPWM,会产生很大的谐波电流。为此根据3次谐波子空间合成电压矢量为零的思想,本文提出了七相消除3次谐波SVPWM,计算量少,开关损耗小,但5次谐波含量较高；而使3次、5次谐波子空间合成电压矢量为零的消除3、5次谐波SVPWM,消除谐波效果显著,但计算量复杂,而且同样需要对参考电压矢量所在扇区判断来选择特定矢量；为此根据三相统一调制算法(UVM),本文提出了七相载波型UVM算法,在效果上与七相消除3、5次谐波SVPWM等价,且不需要判断扇区,算法通用性强。在七相感应电机经典的矢量控制技术方面,如何在控制电机转矩和磁链的同时兼顾谐波电流抑制是关键,采用转子磁场定向电流滞环控制方式,其控制效果取决于滞环宽度,由于开关频率不固定,受功率器件自身参数限制；为此,本文提出了三种七相感应电机转子磁场定向消除谐波的矢量控制方法,在对基波子空间转矩和磁链解耦控制的同时,分别采用了两种消除谐波型SVPWM和一种谐波电流闭环控制的UVM方法来消除定子谐波电流。除了经典的矢量控制外,本文还将有限控制集模型预测电流控制(FCSMPC)应用于七相感应电机。在对七相逆变器带阻感负载情况预测模型建模、预测控制器设计,及主要参数对控制结果的影响分析基础上,采用转子磁场定向矢量控制与FCSMPC结合,对七相感应电机模型预测控制进行仿真分析,分析了采样频率、有限控制集、目标函数加权系数等关键参数对控制结果的影响。多相电机还有一个重要优势在于定子绕组某些相开路即缺相故障发生后,多相电机仍然能够通过容错控制继续保持运行。本文对七相感应电机包括缺1、2、3、4相所有缺相情况下的数学模型和电压矢量分布进行了推导,在缺相控制方面,通过仿真和部分实验可知,最常采用的保持缺相前后定子磁动势保持不变控制方法,采用滞环比较器进行控制,没有对转矩进行闭环控制,造成了转矩脉动且开关频率不固定；而七相感应电机缺相后的传统直接转矩控制,需要根据不同缺相情况分别构造不同的电压矢量选择表,由于只考虑基波子空间,且电压矢量幅值不等扇区分布不均,造成转矩脉动较大,定子电流波形畸变,带载能力受到很大限制。为此,本文提出了七相电机缺相情况下转子磁场定向的改进型UVM模糊PI控制方法,该方法采用了七相电机缺相简化模型,能够保证缺相后的转子磁链为圆形,同时能够减小定子电流谐波,带载能力也得到提高。论文利用TMS320F28335DSP芯片为控制核心,搭建了七相电压型逆变器实验平台,并分别以对称阻感和七相感应电机-直流发电机组作为负载,对本文提出的方法和仿真分析得出的部分结论进行了验证。