与三相电机相比,多相电机由于相数多、磁动势谐波含量少而拥有众多优点：更高的能量转换效率和系统可靠性；转矩脉动的频率更高、幅值更小；容错运行能力强；可通过变电流相序变极,低频谐波电流注入甚至可以提高电机的转矩密度。鉴于多相电机的众多优点,从20世纪80年代至今多相电机的研究一直是电机学者关注的焦点。本文对高转矩密度多相鼠笼感应电机的工作机理、数学建模及非正弦供电的特点进行了研究,全文的主要内容如下：基于绕组函数方法和绕组结构圆图,对任意相数对称与不对称感应电机的磁动势进行了全面分析,从而论证了多相电机具有磁动势谐波含量少、变电流相序变极的特点。由于改善的非正弦气隙磁密波形可以充分利用铁芯,提高电机转矩密度,因此对一维任意形状行波的特点进行了分析,阐述了在多相电机中利用定子电流基波和谐波合成任意形状行波的方法,从理论上解释了逼近方波气隙磁密时励磁电流的尖峰现象。根据绕组函数方法和转子多回路理论,建立了任意相数对称鼠笼感应电机在自然坐标系下的数学模型,给出了模型参数的计算表达式,揭示了简化该模型的多相变换矩阵的特点。为了反映多相电机变电流相序变极,进而产生转矩的特点,提出了在集中整距电机中考虑空间谐波次数最大值的准则,给出了任意旋转速度dq坐标系下多相鼠笼感应电机数学模型的参数计算表达式。同时,将三相电机中定义的空间矢量推广到多相电机中。为了验证所建模型的正确性,在MatlabSimulink环境下搭建了考虑基波、3、5、7次空间谐波的九相44根导条集中整距鼠笼感应电机的状态方程模型；根据一台450kW样机的设计参数和实验数据,将其在方波、梯形波电压供电下的仿真电流、转矩转速特性仿真曲线和实验波形或数据进行了对比分析；另外,对该九相电机在方波、SPWM两种供电方式下转矩脉动情况进行了仿真与分析。为了进一步说明多相集中整距电机的优点,将其和一台中等功率三相电机在各种常用PWM调制策略供电下的仿真性能进行了比较。最后,根据九相电机dq坐标系下的电气参数和空间矢量定义,对九相电机等效电路的参数折算进行了初步分析。