电励磁双凸极发电机是一种高可靠性的新型无刷直流发电机,转子上无绕组和永磁体,调节励磁电流即可实现调压,具有结构简单、制造成本低、容错性能好、适合高温高速恶劣条件场合运行等特点,有良好的应用前景。目前对电励磁双凸极发电机的本体结构容错与主功率变换器容错已有一些研究成果,但对其励磁故障的容错控制却尚未开展研究。一旦发生励磁故障导致励磁电流消失,整个发电系统就不能向负载输出电能,因此研究电励磁双凸极发电机的失磁故障容错控制具有重要意义。首先本文介绍了电励磁双凸极电机的发展历程、容错控制的研究现状和发电机失磁故障容错控制的研究现状,详细分析了三相电励磁双凸极发电机的数学模型与工作原理;然后结合数学模型研究了电励磁双凸极发电机的失磁故障与失磁容错发电机理,提出了三种失磁后能够实现发电系统继续容错运行的功率变换器拓扑及其控制策略,研究了容错控制下各个阶段的电路模态并对发电机容错运行时的绕组电流与输出功率进行了数学推导。最后本文搭建了基于三相四桥臂变换器的电励磁双凸极发电机失磁故障容错发电系统的MATLAB仿真模型,仿真结果验证了理论分析与控制策略的有效性;搭建了基于DSP28335与CPLD的硬件平台,编写了相应的控制程序,进行了实验验证,实验结果表明本文所研究的系统可以实现失磁故障下的容错运行。