舰船新型感应推进电机一般采用多套多相集中整距绕组结构,并通过非正弦供电方式来提高电机材料利用率和转矩密度,同时多套多相绕组结构可根据电机实际工况灵活投入或切出运行,尤其适用于可靠性要求严苛的场合。当电机某相发生缺相故障时,可将故障相所在整套绕组从系统中切出,保证其他相绕组正常工作,最大程度保障故障电机对称运行。因此,十分有必要对非正弦供电多套多相感应推进电机切套运行进行深入研究。本文以三套五相绕组构成的十五相感应电机为例,分析了非正弦供电状态下电机切套运行时的气隙磁势变化,计算了相应工况下的电机参数并建立了多相感应电机切套运行变参数等效电路,研究了十五相感应电机切套运行时的最优谐波注入量,在此基础上,研究了非正弦供电对电机切套稳态运行性能的影响,并通过仿真计算和部分实验进行了验证。首先,根据电机学基本原理,先推导单匝线圈和单相绕组基波电流产生的基波及谐波磁势,再分析多相绕组非正弦电流产生的基波及谐波磁势。得到了三套五相绕组构成的十五相感应电机正常运行、切出任一套绕组、切出任两套绕组运行时的磁势,总结了非正弦供电多相感应电机切套运行磁势变化规律。其次,通过引入关联矩阵体现定子绕组实际投入、切出运行,进而计算了电机切套运行时的基波及三次谐波定子漏抗;应用分布磁路法计算了基波及三次谐波励磁电流与励磁电感的对应关系,通过三维插值法即可得到任意励磁电流所对应的励磁电感,并建立了多套多相感应电机切套运行通用的变参数T型等效电路。再次,确定了谐波电流注入方式及谐波注入量约束条件,通过基波及各次谐波磁势函数表达式,采用求导和网格法得到了电机正常运行及切套运行时理论上各次谐波的最优注入量,并对比分析了不同次数谐波电流注入效果。最后,利用变参数T型等效电路并结合螺旋桨负载特性,计算了三次谐波注入前后对电机切套运行电磁转矩、效率、功率因数等稳态性能指标的影响,以及不同谐波注入量对电机切套稳态运行性能的影响,为非正弦供电多套多相感应推进电机切套稳态运行提供了理论支撑。