随着交流电机调速与拖动的广泛应用,电机控制系统的性能越来越受到重视,人们一方面要求控制系统具有高动态性能与强鲁棒性,另一方面希望控制系统具有高效性与低能耗。其中,矢量控制以其电流脉动小、启动性能好、调速范围宽等优点在现今交流电机控制中得到了广泛应用。为了实现转速的快速控制,需要获取转速信号并引入转速闭环控制,然而一般的方法是采用速度传感器来检测转速,该方法直观简单,但是高精度的速度传感器价格较高,有些场合也不便安装速度传感器,而无速度传感器矢量控制方法解决了上述难题,该方法利用已有的电压电流检测信息,运用软件算法估算电机的转速,对电机的较宽转速范围均能适用。为了克服通用变频器的网侧电流谐波分量大、能量不能回馈等不足,对通用变频器的拓扑结构进行改进,采用PWM整流器取代传统的二极管整流,组成双PWM变换器,能实现电能的双向流动,满足电机的四象限运行,当电机能馈制动或发电运行时产生的电能可直接回馈到电网。本文分析了双PWM变换器的工作原理,其包括PWM整流器与PWM逆变器两部分,由于中间直流环节的存在,可把上述两部分看作两个独立子系统,本文也是按照这两部分分别进行分析。首先分析了电机侧的PWM逆变器部分,建立了异步电机在dq旋转坐标系下的数学模型,采用了按转子磁链定向的矢量控制策略,并设计了基于电压电流混合磁链的磁链观测与转速估计算法模块,实现了无速度传感器矢量控制。其次,建立并分析了PWM整流器的数学模型,确立按电网电压定向的矢量控制策略,设计了电压电流双闭环控制器,实现网侧电流正弦化与稳定直流母线电压的目标。最后,本文设计了以DSP+FPGA为控制核心的系统实验样机,对系统主要的硬件电路与软件模块进行了介绍,并分别就电网侧PWM整流器子系统、电机侧无速度传感器矢量控制子系统以及双PWM变换器控制系统进行实验,实验结果表明系统整体性能良好,与理论分析及仿真结果一致,验证了理论的正确性,具有一定的实用价值。