永磁同步电机具有效率高、体积小和功率因数高等特点,而且随着稀土永磁材料、电力电子技术、永磁电机设计制造技术和微处理技术等的不断发展,永磁同步电机调速系统的应用也越来越广泛。近年Quasi-Z源逆变器受到广泛研究,主要采用SPWM调制方法。但是,传统SPWM调制下的Quasi-Z源逆变器所需的电感、电容很大,而且降低了系统的效率。为此,本文研究一种混合调制方法,将Quasi-Z源逆变器应用于永磁同步电机驱动系统中,以改善系统的效率,降低电感和电容值。混合调制方法相对于传统SPWM调制方法的优势在于:混合调制方法可以降低系统的开关次数和开关损耗,从而提高系统的效率。采用传统SPWM调制方法时,逆变器中至少有三个开关器件在零矢量阶段插入直通矢量,导致插入直通矢量的开关管的开关频率增加,系统的开关损耗增加。但是,混合调制下Quasi-Z源逆变器工作时,在每个控制扇区内,只有一个桥臂的开关管进行开关动作,其余桥臂的四个开关管保持特定的状态。此外,混合调制方法还可以减小Z源网络的电容和电感值,使得系统的体积和重量减小,具有更强的经济性。传统SPWM调制方法为抑制六倍频的电压和电流谐波,增大Z源网络的电容和电感值来保证输出质量。但在采用混合调制方法时,允许直流母线侧有六倍频的脉动,降低了 Z源网络无源元件的数值。因此,混合调制控制的Quasi-Z源逆变器在永磁同步电机驱动系统中不仅解决了上述传统SPWM调制方法出现的问题,还带来了诸多优势。本文首先介绍了传统SPWM调制方法及其存在的问题,在此基础上提出和分析了混合调制方法,并通过仿真验证了混合调制方法在各种负载条件下Quasi-Z源逆变器的工作性能。其次,通过与传统SPWM调制下Z网络参数的对比,验证了混合调制方法下Quasi-Z源逆变器有更低的Z网络参数。通过两种调制方法下电机空载和电机四象限运行的仿真对比结果,验证了混合调制下的永磁同步电机驱动系统有与传统SPWM调制方法同样良好的性能,且混合调制具有更低的Z网络参数。再次,对采用混合调制方法和传统SPWM调制方法的Quasi-Z源逆变器的工作状态均进行了详细分析,给出了相应的损耗计算方法。通过两种调制方法下的损耗对比分析,验证了在相同的运行条件下,混合调制方法下Quasi-Z源逆变器具有更高的效率。最后,设计主功率电路和软件编程,验证混合调制方法。