随着人类社会的不断发展,节约能源成为现代社会共同关注的热点。传统的变频器整流部分采用普通的二极管,使得电机在工作过程中产生的能量无法回馈给电网,达不到节能的效果。四象限变频器将传统的二极管替换为能量可逆的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管),使其能量可双向流动,从而达到节约能源的目的。本文将四象限变频器分为VSR(Voltage Source Rectifier,电压源型整流器)有源前端和VSI(Voltage Source Inverter,电压源型逆变器)永磁同步电机交流调速系统两部分,结合DSVM(Discrete Space Vector Modulation,离散空间矢量调制)技术,分别分析其控制方法,通过研究四象限变频器一体化控制技术,达到VSR和VSI两种控制方法的匹配。首先,针对四象限变频器拓扑结构,详细分析四象限变频器的工作原理,研究变频器和永磁同步电机四象限运行的方式。建立VSR有源前端和永磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型。其次,分析传统SVM(Space Vector Modulation,空间矢量调制)技术的基本原理和实现方法。在其基础上,研究DSVM技术,并深入分析变频器产生损耗的原因和解决办法。仿真结果表明采用改进的DSVM控制技术能够降低变频器损耗,延长变频器使用寿命,达到节约能源,绿色环保的目的。再次,分别以VSR和VSI为对象,深入研究传统的直接功率和直接转矩控制技术,它们通过滞环比较器和开关表得到驱动变频器IGBT的开关信号。仿真结果表明传统的控制方法输出波形脉动大、稳定性较差。针对这些缺点,本文研究基于DSVM的直接功率和直接转矩控制,采用比例积分调节器代替滞环比较器,开关表由DSVM模块代替。仿真结果表明,该方法不仅能够降低变频器损耗,还具有抗扰动能力强,有功、无功功率和转矩波形脉动小,磁链轨迹更平滑等优点,更符合系统期望。最后,将功率前馈控制引入到四象限变频器一体化控制技术中,使电网侧的瞬时有功功率能够跟随电机侧电磁功率的变化而变化。仿真结果表明,在降低变频器损耗的前提下,系统具有优越的稳定性能,能够实现能量的双向流动,符合期望。