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无轴承永磁同步电机(Bearingless permanent magnet synchronous motor，BPMSM)兼具了磁悬浮轴承和普通永磁同步电机的所有优点，在交流调速领域越来越受到重视。随着无轴承永磁同步电机的应用功率等级日渐增大，以及人们对电机控制效果的要求越来越严格，研究如何利用三电平逆变器和直接转矩控制的技术优点，将三电平逆变器，无轴承永磁同步电机和直接转矩控制技术融合在一起，对于无轴承永磁同步电机的控制研究和拓宽其应用领域具有极其重要的意义。 本文在国家自然科学基金项目(61174055)和江苏省“333工程”科研项目(2014)的资助下，针对中点箝位型三电平逆变器驱动的无轴承永磁同步电机SVM-DTC控制方案开展了深入的理论研究，并通过仿真和部分实验进行了全面的分析和验证。 首先，在分析了无轴承永磁同步电机基本原理的基础上，推导出无轴承永磁同步电机的数学模型。 其次，重点介绍了中点箝位型三电平逆变器的SVPWM调制策略，并对逆变器中性点电压不平衡的原因进行了深入研究;探讨了无轴承永磁同步电机悬浮子系统独立控制的基本原理;针对电机在转速较高的情况下，传统三电平SVM-DTC存在中性点电压控制效果变差的问题，提出了一种基于虚拟中矢量合成的三电平SVM-DTC控制方案，在抑制逆变器中性点电压不平衡的同时，减少定子磁链和电磁转矩的脉动，实现电机转子稳定悬浮。 最后，对论文提出的控制方案进行了仿真建模和分析，并构建了无轴承永磁同步电机驱动控制系统硬件实验平台，进行了部分实验验证，仿真和实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。