高压变频器通常用于两类行业:一类是用以节能减排的风机类行业;另一类以工艺调速为目的的行业,比如橡胶,水泥等行业。级联式高压变频器具有输入、输出侧谐波小,单元采用低压拓扑、安全可靠,驱动电机功率大等优点,具备越来越高的应用价值。考虑到有些场合下受现场条件限制无法安装速度传感器,且标量控制又无法满足高精度的要求,因此研究无速度传感器矢量控制方案就显得尤为重要。本文在研读了大量文献的基础上,对其拓扑结构以及异步电机无速度传感器的矢量控制方案开展了详细的研究。主要内容如下:1.在分析了多种多电平拓扑的基础上,讨论了级联式高压变频器的拓扑结构。对其中所涉及到的移相变压器及PWM调制方案进行了深入研究。2.在建立了异步电机状态空间方程之后,讨论了基于转子磁链定向的矢量控制方案。3.针对电机参数对转子磁链矢量估计精度的影响以及无速度传感器方案的需要,提出和设计了一种转子磁链自适应观测器。同时,依据Popov理论,合理的构建了相应的转速自适应律。所设计的观测器充分考虑了低速不稳定性以及电机参数对转速估计精度的影响,满足了转子磁链的估算高精度和高可靠性的要求。4.本文以STM32F103ZE+A3P600的ARM+FPGA架构为基础,建立了5级联高压变频器实验平台。在此基础上,实现了包括矢量控制算法、SVPWM调制、转子磁链自适应观测器在内的各个功能,最终对间接磁场定向矢量控制系统的整体方案进行调试与测试,验证该方案是有效的、可靠的。