永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因具有较高的工作效率和转矩比等优点而被广泛应用在汽车领域,作为电动汽车的动力输出。然而当PMSM发生故障,尤其是开路故障作为一种常见的电机故障,会导致PMSM系统无法正常运转,导致系统无法正常工作,严重时甚至会造成电机的永久损坏。因此,针对三相永磁同步电机的开路故障的研究及对应容错控制策略的研究具有非常重要的意义。本文主要以三相永磁同步电机作为研究对象,针对三相永磁同步电机的开路故障进行了容错控制技术研究。主要研究内容如下:(1)首先查阅了国内外相关文献及资料,介绍了课题的研究背景和意义,总结整理了永磁同步电机系统常用的故障诊断方法、常见的容错拓扑结构和转矩脉动抑制方法。以星型连接的三相永磁同步电机作为研究对象,分别分析了PMSM在正常状态下及开路故障状态下的数学模型,并把电机数学模型包括电压方程、磁链方程及转矩方程从静止坐标系扩展到两相同步旋转坐标系中。(2)研究了三相PMSM缺相故障的诊断方法,通过电流轨迹矢量法来判断故障相的确切位置。为了验证电机故障模型的准确性,搭建了永磁同步电机矢量控制(Field Oriented Control,FOC)仿真系统,并对电机一相发生开路故障的情况进行了仿真。仿真结果表明,当电机发生开路故障后,PMSM的电流、电压、转速和转矩都发生较大的畸变,电机无法正常运行。(3)分别对三相四开关容错拓扑、两相四开关容错拓扑、三相四桥臂容错拓扑进行了详细的分析与研究,并通过对比选用三相四桥臂容错拓扑结构对电机的开路故障进行容错控制。为了使电机在容错运行时磁动势依然能够形成矢量圆,设计了用于容错SVPWM调节策略,并依据电机开路故障数学模型,设计了基于零轴电压补偿的容错控制策略。经过MATLAB仿真,电机能够实现容错运行,且在运行过程中电机的各项参数趋于稳定,进而验证了该容错控制策略的可行性。(4)针对基于零轴电压补偿的容错控制策略并不能很好的抑制开路故障造成的转矩脉动的问题,本文根据自抗扰控制技术的思想和原理,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的转矩脉动抑制策略来缓解转矩脉动的问题。通过理论推导验证了线性自抗扰控制的稳定性,进而验证了线性自抗扰控制器的可行性;并根据线性自抗扰控制的基本原理,分别设计了交直轴电流环的线性自抗扰控制器,替换了原来的交直轴电流环PI控制器。(5)为验证LADRC对转矩脉动的抑制能力,在MATLAB/Simulink中搭建了基于LADRC脉动抑制的PMSM容错控制系统。在对容错控制系统的各个模块进行了搭建的基础上,利用搭建好的电机容错控制系统分别进行了负载容错运行和空载容错运行仿真。仿真结果表明,采用的LADRC脉动抑制策略相较于传统的PI控制对转矩脉动的抑制具有明显的效果。