开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)凭借结构简单可靠、成本低、启动转矩大、调速范围宽及容错能力强等优点,广泛应用于纺织、家电、新能源汽车驱动等领域。但随着应用范围的不断扩展,对于开关磁阻电机系统性能的要求也逐渐提高。而功率变换器作为系统的核心机构,对于系统性能的影响至关重要。因此,以优化开关磁阻电机系统性能为目标,本文围绕不对称三电平中点钳位型功率变换器展开深入的理论分析和研究。首先,针对不对称三电平中点钳位型功率变换器的拓扑结构及系统控制策略进行研究。相对于不对称半桥型功率变换器,新型功率变换器每相增加两个功率三极管和两个钳位二极管,可实现开关磁阻电机系统的多电平控制,且降低了功率三极管的最大承受电压。另外,针对基于新型功率变换器的开关磁阻电机系统,给出一种转速电流双闭环脉冲宽度调制(PWM)策略。相对于传统PWM控制策略,该策略具有更好的电流控制效果,并可有效抑制直流侧电容中点电位偏移。仿真与实验结果表明不对称三电平中点钳位型功率变换器结合转速电流双闭环PWM控制策略可有效降低系统的电流波动,优化系统的控制性能,且有利于提高系统在高压大功率场合的竞争力。其次,以降低新型开关磁阻电机系统成本和体积为目标,本文给出一种基于两个电流传感器的相电流重构方法。通过优化电流传感器摆放位置和绕组缠绕传感器匝数建立传感器电流关于相电流的方程组,据方程组研究由两个电流传感器构造三相电流的条件,进而给出考虑相电流存在和不存在重叠区域两种情况的统一相电流重构方法。与每相采用一个电流传感器的传统相电流检测方式相比,此方法减少了传感器数量,降低了系统成本和体积,且无需进行脉冲注入,不存在检测死区。仿真与实验结果验证了相电流重构方法的可行性和准确性。最后,以提高新型开关磁阻电机系统可靠性为目标,在相电流重构方法的基础上给出不对称三电平中点钳位型功率变换器在线故障诊断方法。通过分析功率变换器故障发生前后绕组电压的变化情况,提出采用故障发生后实际和理论相电压的不一致性作为故障诊断特征量,并通过注入工作模式实现快速故障定位。功率管开、短路或钳位二极管开路故障发生后,根据给定工作模式和绕组电压可快速完成故障检测和定位,并及时采取措施限制故障发展,有效提高系统可靠性。仿真及实验结果验证了该故障诊断方法的有效性和实用性。本文有图55幅,表14个,参考文献109篇。