随着数字控制技术的发展,多相电机驱动系统得以实现。多相电机由于其相冗余特性,适用于电动汽车、舰船推进等大功率和高可靠性的场合。多相电机发生缺相故障后,需采用合适的容错策略改善其缺相运行性能。通常在发生缺相后,可断开与之对称的正常相绕组,获得平稳的转矩,但输出转矩和功率衰减较大;或者采用缺相后仍基于矢量控制和电流闭环的容错电流策略。对于风机、水泵等对动态响应要求不高的场合,常采用恒压频比(V/F)控制,无电流闭环。本文针对此类应用场合对多相感应电机缺相运行时的电压补偿容错控制策略进行研究。首先,建立多相感应电机在自然坐标系、静止坐标系以及同步旋转坐标系下的数学模型,并分析了多相电机缺相运行时的数学模型。其次,基于不降阶建模方式提出了一种多相感应电机缺相故障仿真模型,故障后,不改变电机正常运行时的数学模型,通过求解故障相反电势作为该相输入电压,以满足电机故障相电流为0的条件,从而模拟电机缺相故障。基于Matlab/Simulink软件建模,并利用有限元仿真软件Ansoft对比验证了所提出缺相模型的有效性。然后,以九相感应电机为研究对象,基于V/F控制方式提出了改变部分剩余相的容错电压策略和减小磁动势畸变的容错电压策略。第一种容错策略基于感应电机定子电压方程,对部分剩余相电压进行漏阻抗压降补偿;第二种容错策略从减小磁动势形状畸变的角度出发,利用高通滤波器提取缺相后dq轴电流波动量,转换成电压对电机剩余相电压进行补偿。基于Matlab/Simulink软件分析研究了所提出两种容错策略。最后设计九相感应电机系统的实验平台,对所提出的两种容错电压控制策略进行了实验研究。结果表明,本文所提出的多相感应电机容错电压控制策略,理论上能够减小50%～70%的电机转矩脉动,有效地改善了电机的缺相运行性能,且控制方法简单,具有一定的工程应用价值。