永磁同步电动机具有体积小、重量轻、高转矩密度、高效率等优点被广泛应用于各个领域,合理的设计永磁同步电动机的控制系统可以提高永磁同步电动机的性能。本课题在辽宁省科技厅项目“电动汽车用非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机设计及容错控制研究(项目编号:20180550037)”支持下,对一台低成本、高转矩密度的36槽38极非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机展开研究,课题的主要研究内容如下:首先,提出一种内外定子齿互差90°电角度、永磁体采用轮辐式排布、相集中绕组的非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机结构,有效降低非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机的齿槽转矩,进而抑制非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机的转矩脉动。其次,对一台非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机的结构及参数进行了分析,建立了非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机在同步旋转坐标系下的数学模型,给出了电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程,为非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机的矢量控制系统研究奠定基础。同时,基于ANSYS Electronics Desktop有限元仿真软件,对提出非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机进行了空载及负载工况的有限元分析,并给出了空载反电动势、齿槽转矩、电磁转矩等波形。在Ansys Twin Builder软件中对非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机的转速/电流双闭环矢量控制系统进行设计,将该控制系统与双定子永磁同步电动机的有限元模型进行联合仿真。对该电机在不同工况下的转速、转矩、外内定子电流等进行分析。再次,为降低非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机控制系统的成本,提高控制系统的稳定性,设计了基于三相四开关逆变器的非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机控制系统。对三相四开关逆变器的SVPWM算法进行了详细推导,并将三相四开关逆变器作为三相六开关逆变器的一种容错结构,对非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机外内定子绕组故障下的工况进行了联合仿真分析。仿真结果表明:在原三相六开关逆变器出现故障后,非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机在三相四开关逆变器的驱动下依然可以输出稳定的电磁转矩,证明了三相四开关逆变器作为三相六开关逆变器的一种容错拓扑结构的可行性。最后,搭建了非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机控制系统实验平台,给出了各部分硬件的设计过程,并对其进行了实验研究,验证了所提方案的正确性。