随着电力电子技术和微处理器技术的不断发展,交流变频控制技术得到了迅猛的发展。但是在中高压大功率的场合,交流变频调速系统的应用局限于电力电子器件的耐压等级和耐受电流。并且由于FPGA器件的快速发展,使得单独采用FPGA完成复杂的控制算法得以实现,并且FPGA具有处理速度高、可靠性好、可重构等优点,近年来得到了广泛的应用。本文在基于FPGA的三电平逆变器的矢量控制系统上进行的研究与设计具有重要的实际应用意义。本文以二极管箝位式三电平逆变器为基础来研究异步电机转子磁场定向控制。采用FPGA设计了一套异步电动机的矢量控制系统。首先,深入分析了二极管箝位式三电平逆变器的拓扑结构,介绍了异步电动机在三相静止、两相静止和两相旋转坐标系下的数学模型以及矢量控制的基本思想和基本的PWM算法研究。其次,在分析传统理想的SPWM和加入死区的SPWM的基础上,提出了SPWM无死区调制方法,消除了死区效应对输出波形的影响,提高了逆变器的输出精度及母线电压利用率。然后提出了一种改进型的三电平SVPWM算法,并分析了死区对SVPWM的影响,提出了SVPWM无死区的调制方法,通过仿真分析验证了无死区SPWM和无死区SVPWM方法的正确性。最后在Matlab/Simulink中搭建了矢量控制系统的仿真模型,仿真结果表明控制系统具有很好的动态响应和稳态精度。并完成了以EP4CE10E22C8为核心的控制系统的软、硬件设计,并在实验平台上进行空载和负载突变的实验研究,实验结果具有良好的动态和静态性能,证明了系统具有较高的实际应用价值。