高压变频调速是近年来开始应用的一种高新技术。通过高压变频调速系统,解决了大功率风机、泵类的软起动和调速问题,节能效果显著,具有广阔的发展空间。针对电力牵引等领域对高压电机系统提出越来越严格的要求,具有优良控制性能的矢量控制高压变频系统的理论和应用技术研究逐渐成为广泛关注的热点。论文将转子磁场定向矢量控制策略引入到级联型变频器中,对矢量控制的基本方法进行了深入分析。通过坐标变换,将异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型转化为两相旋转坐标系上的数学模型,将定子电流矢量分解为励磁和转矩两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以期达到直流电机的控制效果。针对单元级联型变频系统每相由若干个功率单元串联的特殊性,本文采用载波调制的移相式PWM方法对各个功率单元进行控制。另外,为了说明移相式PWM方法在单元级联型变频系统中的技术特点,本文对其进行了简明扼要的数学分析。设计了电流、转速双闭环的基于转子磁场定向矢量控制的级联型高压变频系统,在Simulink仿真平台上搭建了系统模型并进行了仿真。仿真结果表明高压电动机动、静态性能良好,也说明了该系统控制策略的正确性和可行性。最后,基于TI公司TMS320LF2407A和Altera公司Cyclone芯片进行了系统的硬件设计和软件编程,利用DSP的数字信号高速处理性能实现了对电机的磁链位置检测和转速、电流的闭环控制,利用FPGA的并行高速处理性能实现了基于移相式PWM的产生。搭建了小功率模拟实验平台并进行了实验,电机运行性能良好,实验结果与仿真结果基本吻合,也表明了该系统控制策略以及软硬件设计是正确可行的。