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模块化多单元电机通常采用周向排列单元的空间结构。各单元之间没有电势角度差，为避免相间环流，均采用独立的功率变换器进行控制。与传统三相电机相比，模块化多单元电机具有较强的容错性能。同时，与多相电机相比，使用较低维度的控制算法即可实现模块化多单元电机的控制，控制算法较为简单，因此该电机在电动汽车等低压大电流、高可靠性等领域具有广阔的应用前景。
本文以一台三相48槽、52极模块化四单元永磁轮毂电机为控制对象，结合该电机的电磁特点设计控制体系框架及其控制器，提出了正常运行时各模块转矩分配算法与单相及两相断路故障下的容错控制算法，为模块化多单元电机的进一步应用奠定了理论基础。
具体研究内容与成果如下：
一、结合模块化多单元电机结构的对称性，制定电机运行模式；进而分析运行过程中的铁耗、铜耗等损耗分布规律，提出各模块交轴电流分配原则；基于功率器件开关损耗及系统效率变化规律，提出轻载投入运行的模块数计算方法。
二、根据磁动势不变原则，提出模块化多单元电机电流滞环容错控制算法。基于单元电机中线独立和中线互连两种情况，综合分析控制算法复杂度、铜耗、功率因数等因素，提出容错运行时电机控制系统结构及健康相电流计算方法。
三、为了解决电流滞环控制开关频率不固定、健康相电流谐波含量大及转矩脉动大的问题，基于载波脉宽调制策略，提出分别适用单相开路故障与两相开路故障的容错算法。
四、以传统三相空间电压矢量调制算法为基础，提出一种适用于单相开路故障的容错算法，该算法弥补了载波脉宽调制算法不能实现各单元电机独立控制的不足。
五、基于模型预测控制理论，提出模块化多单元电机在发生两相开路故障时的容错控制算法，并通过加入空间电压矢量调制策略以及对矢量筛选计算时间的补偿，大大降低了两相开路故障运行时的转矩脉动与各相电流波动。
六、研制了一台三相48槽、52极模块化四单元永磁轮毂电机，通过仿真研究与实验测试，对电机正常运行、单相断路、两相断路等不同运行工况下的性能进行了分析，验证了上述算法的有效性。
本文以一台三相48槽、52极模块化四单元永磁轮毂电机为控制对象，结合该电机的电磁特点设计控制体系框架及其控制器，提出了正常运行时各模块转矩分配算法与单相及两相断路故障下的容错控制算法，为模块化多单元电机的进一步应用奠定了理论基础。
具体研究内容与成果如下：
一、结合模块化多单元电机结构的对称性，制定电机运行模式；进而分析运行过程中的铁耗、铜耗等损耗分布规律，提出各模块交轴电流分配原则；基于功率器件开关损耗及系统效率变化规律，提出轻载投入运行的模块数计算方法。
二、根据磁动势不变原则，提出模块化多单元电机电流滞环容错控制算法。基于单元电机中线独立和中线互连两种情况，综合分析控制算法复杂度、铜耗、功率因数等因素，提出容错运行时电机控制系统结构及健康相电流计算方法。
三、为了解决电流滞环控制开关频率不固定、健康相电流谐波含量大及转矩脉动大的问题，基于载波脉宽调制策略，提出分别适用单相开路故障与两相开路故障的容错算法。
四、以传统三相空间电压矢量调制算法为基础，提出一种适用于单相开路故障的容错算法，该算法弥补了载波脉宽调制算法不能实现各单元电机独立控制的不足。
五、基于模型预测控制理论，提出模块化多单元电机在发生两相开路故障时的容错控制算法，并通过加入空间电压矢量调制策略以及对矢量筛选计算时间的补偿，大大降低了两相开路故障运行时的转矩脉动与各相电流波动。
六、研制了一台三相48槽、52极模块化四单元永磁轮毂电机，通过仿真研究与实验测试，对电机正常运行、单相断路、两相断路等不同运行工况下的性能进行了分析，验证了上述算法的有效性。