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能源供应的日益匮乏和国家建设节约型社会要求的不断深入,促使了一些大功率传动设备的节能改造。传统的不控或相控整流为逆变器供电的模式,使电网质量越来越差。并且在中高压大功率传动领域,交流变频调速系统的应用又受到电力电子器件耐受电流和耐压等级的限制。在此背景下,随着多电平技术的发展和日渐成熟,双三电平变换器在大容量异步电机传动系统上的应用成为了近年来研究的热点。本文以异步电机双三电平变频调速系统为研究载体,以二极管箝位型三电平拓扑结构为基础,以三电平SVPWM调制算法、三电平PWM整流器、异步电机矢量控制系统为研究对象,在以下几个方面展开了研究工作：首先,深入研究了三电平SVPWM控制算法。在此基础上,分析了不同空间矢量对中点电位的影响,并根据三电平变换器开关顺序设计的原则,给出了减小开关损耗、限制dv/dt的SVPWM开关序列。通过Simulink仿真验证了三电平SVPWM算法的正确性。其次,研究了三电平PWM整流器基于前馈解耦的双闭环控制系统,在此过程中设计了基于dq坐标系的软件锁相环,分析了三电平整流器双闭环直接电流控制策略,并利用工程最佳设计原则,给出了控制器设计的具体步骤与方法。在异步电机的矢量控制中,定子磁场定向相对于转子磁场定向需要的电机参数少,因此定子磁场定向矢量控制系统参数鲁棒性强。本文详细阐述了定子磁场定向技术的出发点和原理,深入讨论了磁链和转矩的解耦方法,建立了异步电机按定子磁场定向的矢量控制系统,并将基于坐标变换的阈值固定的双积分应用于定子磁链观测器中,取得了良好的磁链观测效果。最后,将三电平整流器与异步电机矢量控制系统联立,在Matlab/Simulink平台上搭建了异步电机双三电平变频调速系统的仿真模型。仿真结果表明,本文研究的系统在保证异步电机具有很好的动静态调速性能与零速带载能力的前提下,还能实现能量的双向流动与网侧单位功率因数控制。针对直流母线电压波动的问题,采用有功功率反馈的方法将逆变侧的有功功率信号直接反馈到整流侧的电流环给定上,实现了直流电容电压和异步电机运行状态的完全解耦,大大提高了系统的动态性能。