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随着我国工业的快速发展，多电平逆变器在高压大容量交流变频调速系统中的应用成为电力电子技术领域的研究热点。由于多电平逆变器相对于传统的两电平逆变器，具有输出电压谐波含量小、功率开关器件频率低等明显的优势，现已在电力系统和电力传动的高压大容量场合得到广泛的应用。本文以二极管箝位型（NPC）三电平逆变器的异步电机矢量控制系统为研究对象，针对矢量控制中的转子磁链观测进行理论研究，对三电平空间电压矢量调制（SVPWM）算法进行详细的分析和探讨，针对NPC三电平逆变器在运行过程存在的中点电位不平衡问题进行深入研究，并提出相应的解决方法。主要研究工作如下：对高压大容量交流调速系统进行简要概述，讨论多电平逆变器的研究现状，探讨多电平逆变器在变频调速系统的应用；分析NPC三电平逆变器的拓扑结构，建立其数学模型；阐述异步电机矢量控制的基本原理。针对NPC三电平逆变器采用的传统三电平SVPWM调制算法复杂，不利于实时控制的缺点，提出一种基于简化算法的三电平SVPWM调制算法，该算法通过对空间电压矢量的分解及平移，来计算基本电压矢量的作用时间和选择合适的开关输出状态，达到简化算法的目的。针对NPC三电平逆变器存在的中点电位不平衡的问题，分析中点电位波动的机理，提出一种基于gh坐标系的虚拟空间电压矢量(VSVPWM)准确补偿中点电位的控制策略，引入虚拟中矢量和电压调整系数，对不同的正、负小矢量分配不同的调整系数，增加小矢量控制中点电位的平衡能力和灵活性；同时在gh坐标系下计算基本电压矢量的作用时间，简化算法的复杂性。针对上述理论研究，搭建Simulink仿真平台，利用MATLAB仿真软件对三电平简化SVPWM算法和中点电位补偿平衡控制策略进行仿真分析，验证所提算法的正确性。设计基于NPC三电平逆变器的异步电机矢量控制系统实验平台，搭建硬件电路。在以TMS320F2812为核心的DSP控制板上，编写软件程序，通过实验验证所提出的三电平简化SVPWM算法及中点电位补偿平衡控制策略的有效性与可行性。