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起动/发电系统能够大幅度提高了飞机的功率密度与集成度,因而成为多电飞机(MEA)技术的研究热点。针对现在交流供电起动/发电系统线缆多、重量大、效率较低、成本高等问题,本文利用高压直流供电的优势,对有源中点钳位(ANPC)三电平逆变器航空永磁同步电机(PMSM)起动/发电系统的若干关键技术进行深入研究。首先,选择了适用于起动/发电系统的ANPC三电平拓扑,并分析了中点电压平衡控制策略。从拓扑结构、谐波特性、损耗特性、吸收电路设计等方面,对3种典型的二极管NPC、有源NPC、T型NPC三电平进行了详细的对比分析,选出适合于起动/发电系统的ANPC三电平拓扑。由于起动/发电系统即可工作在整流也可工作在发电状态,对ANPC三电平的四象限运行能力进行了分析;针对ANPC三电平上下母线电容电压不平衡的问题,提出了中点电压平衡控制策略。其次,对于实际应用产生的谐振现象进行分析,提出改进的PDPWM调制策略。采用传统的PDPWM调制策略时,吸收电容与回路的杂散电感会产生谐振现象,将造成ANPC三电平逆变器效率降低。为了抑制该谐振,提出改进的PDPWM调制策略,并通过仿真与实验验证了该策略的正确性。进而,在前述研究的基础上,对ANPC三电平逆变器供电的航空用PMSM起动/发电系统控制策略进行了研究。将ANPC三电平逆变器与航空用PMSM结合起来,构成起动/发电系统,针对航空用PMSM起动/发电系统的工作需求,将系统运行分为起动过程与发电过程;针对起动过程提出了转速外环与恒转矩恒功率方式的电机矢量控制;针对高转速发电过程中非弱磁区与弱磁区的电机矢量控制进行了深入分析。同时为了起动/发电系统工作的可靠性,选取模型参考自适应的无速度传感器控制作为系统的备份。通过仿真验证了该起动/发电系统控制策略的有效性。最后,设计了实验平台进行实验验证。在分析设计的基础上,搭建了大电流实验平台,验证了ANPC三电平逆变器应用于航空用PMSM起动/发电系统必须达到的性能指标。并且搭建了ANPC三电平逆变器航空用PMSM起动/发电系统的对拖平台,进一步验证了前述三个方面的相关控制策略的可行性。