环境污染问题的日益严重与不可再生能源的逐渐枯竭加速了全球新能源汽车产业的发展,使新能源汽车正逐步取代传统内燃机汽车。电机驱动系统作为新能源汽车的关键组成部分之一,其安全性和稳定性对驾驶员的财产及生命安全来说至关重要。电机断相会造成三相电流及转矩的波动,造成机械应力损害电机内部零件,电机控制性能下降,长时间运行甚至可能烧毁电机。容错控制可以在发生故障后保证系统能够降额稳定运行,可以更好地提高系统的可靠性。目前,针对永磁同步电机断相故障的容错控制主要基于硬件冗余与控制算法相结合的方法,但该方法会改变功率器件及其他部件的机械结构,造成成本增加和驱动系统体积增大等问题,普适性较低。本文设计了一种针对三相永磁同步电机单相断相故障的软件容错控制策略。首先,基于永磁同步电机在两相旋转坐标系下的等效电路模型,建立了永磁同步电机的非故障及故障情况下的数学模型并进行了仿真。基于永磁同步电机的正常及故障运行工况,仿真分析了三相永磁同步电机两种不同运行工况下的参数变化,得出故障会对电机运行带来的不良影响。基于电机故障前后参数变化的分析,基于故障前后定子电流的大幅度变化,采用了基于前后采样间隔d-q轴定子电流误差的故障诊断算法。基于电机转矩公式,为了实现电机断相故障经过容错控制可以降额平稳运行,设计了通过定子电流来控制转矩的容错控制算法并引入换向提前角改善该容错控制,故障后采用电流滞环跟踪脉宽调制策略。结合故障诊断算法、容错控制算法及故障和非故障时的数学模型,建立永磁同步电机容错控制仿真模型,仿真验证故障诊断算法即容错控制算法的可行性及效果。为验证本文的原理概述和控制策略,设计搭建了4k W电机断相容错控制实验平台,电机控制器采用TI的TMS320F28335作为主控芯片,IGBT作为功率器件。基于永磁同步电机的故障前后运行工况,实验对比了三相永磁同步电机发生断相故障时容错控制前后电机运行状态及各参数变化。对比实验表明,本文采用的故障诊断算法相比于现有方法检测时间短、不需要很强的计算能力且鲁棒性较强。本文设计的容错控制算法可以不依靠改变拓扑结构来实现容错控制,采用了换向提前角的方法提升容错控制效果。