随着电力电子技术的发展,船舶上的机械或液压驱动方式更多地被更高效、易于操作的电动驱动方式所替代。双馈异步电机凭借其可实现无级调速、小容量功率电力电子设备驱动和继电保护成本更低的优点,适合作为船舶推进电机。双馈异步电机的船舶推进系统运行性能与功率电力电子设备的健康状况有关,为提高基于双馈异步电机的船舶电力推进系统稳定性及故障容错能力,保证船舶故障后的安全运行,针对双馈异步电机高可靠故障容错控制策略的研究是必要的。本文在此背景下开展了基于三相四开关故障容错拓扑的双馈异步电机模型预测直接功率控制策略的研究。首先,本文对双馈异步电机系统源侧变换器常规拓扑和故障容错拓扑进行分析建模,并推导了双馈异步电机在不同坐标系下的数学模型,在此基础上介绍了双馈异步电机的传统控制策略,为本文研究工作提供理论基础。其次,本文对双馈异步电机系统源侧变换器出现单相开路故障并重构成三相四开关故障容错拓扑后,提出三矢量模型预测直接功率控制策略。通过源侧变换器复功率的负共轭误差矢量的位置快速选择三个电压矢量用于控制,避免了穷举法选择最优矢量,并且降低了系统的功率误差。在矢量选择的基础上推导出健康桥臂的占空比计算的归一化表达式,可以通过功率误差、电源电压幅值和电容电压,直接计算健康桥臂开通的占空比,省去了扇区辨识过程。针对三相四开关拓扑存在的电容电压偏移问题提出了结构简单的补偿策略,通过提取故障相电流直流分量计算功率补偿项加入到参考功率,抑制电容电压偏移并提高直流母线电压利用率。最后,对故障容错控制策略搭建仿真模型验证,并设计硬件平台进行实验。仿真和实验结果可以证明所提出的故障容错控制策略与传统方法相比有更好的稳态性能,有效抑制了电容电压偏移,使双馈异步电机故障容错能力得到提高。