开关磁阻电机以其结构简单、调速范围广、容错性能较强等优点得到了市场的认可,成为了现代电机传动领域的热点研究之一。但转矩脉动大严重影响了开关磁阻电机的应用。转矩脉动的准确测量是减小转矩脉动的前提。此外,功率变换器是开关磁阻电机控制系统中的重要组成部分,当功率变换器发生故障时,会在故障相产生极大的相电流,烧坏电机及其控制系统。当故障发生后,电机的转矩脉动会发生明显的增大。此时需采取有效的容错运行策略减小电机的转矩脉动,使电机在故障情况下还能稳定运行一段时间。为判断容错运行策略的有效性,也需对转矩脉动进行准确测量。因此对功率变换器的故障检测及转矩脉动检测两个方面的研究具有重大的理论意义和实际应用价值。论文主要内容归纳如下:本文以开关磁阻电机的不对称半桥功率变换器作为研究对象,基于故障发生后相电流和电机转速的畸变情况提出一种不对称半桥功率变换器的开关管短路和开路的在线检测方法。依据相电流频谱的特性提出了基波分量特征值及谱比特征值的概念,利用谱比特征值实现故障发生、故障类型与故障相的诊断。经过分析故障发生前后转速脉动系数的变化,用相邻两个相电流周期的转速脉动系数比值定位故障元器件。通过在上位机中搭建功率变换器故障检测系统,将相电流及转速的故障特征量进行综合分析,实现开关磁阻电机功率变换器故障的在线检测。仿真与实验结果表明,该方法不仅有较强的抗干扰能力,诊断故障结果可靠;而且在不增加额外的传感器的前提下,可对功率变换器的故障进行在线检测,为电机的容错运行提供了良好的条件。目前一般采用高性能的扭矩传感器来检测转矩脉动的大小,但扭矩传感器不仅成本很高且有些应用场合受空间限制不适于安装。本文设计了一种新型的转矩脉动测量方法及系统,该方法采用频率电压转换技术对与电机瞬时转速相关的模拟电压进行采集、滤波,通过数据采集模块将电压模拟量以高采样率采集并高速传输至上位机后,用上位机Lab VIEW搭建转矩脉动计算模块实现转矩脉动测量,实现转矩脉动实时显示与保存。实验证明,该检测系统采集频率高,能准确的测量并记录开关磁阻电机在运行过程中的转矩脉动,具有实用性强、鲁棒性高的优点,并且能够实时反映容错运行策略的有效性。