交流异步主轴电机驱动控制系统作为高性能数控机床的核心功能部件,其性能要求不仅具高速、高精、高动静态特性,还需具备快速启停以及大转矩输出的能力。在参考分析国内外文献和资料的基础上,提出了一种基于零矢量作用时间的异步电机弱磁控制策略,并以此研制交流异步主轴电机驱动控制系统。本文首先对交流异步主轴电机驱动控制的国内外发展现状及趋势进行了介绍,对异步电机调速控制策略进行了归纳总结,在此基础上对本系统采用的转子磁场定向的矢量控制进行具体介绍。矢量控制完成了电机励磁分量与转矩分量的解耦控制,使得对异步电机的控制难度大大降低。本文就矢量控制中几个关键问题进行分析,其中包含坐标变换理论、电机在两相旋转坐标系下的数学模型、转子磁场定向原理、磁链观测器的设计、SVPWM及其过调制技术。在此基础上提出异步电机弱磁控制算法。异步电机在基速以上运行受最大电压和最大电流的限制,本文对异步主轴电机全频段运行区域进行了划分,在此基础上进行电流的分配。通过对几种主要弱磁控制方法进行分析,结合本系统自身特点,提出一种基于零矢量作用时间的异步电机弱磁控制方法,并对该方法进行了详细的分析说明。本文所提出的方法充分利用了母线电压,能够高速运行并实现大转矩输出。节能作为一个永不过时的话题,针对异步电机矢量控制中采用恒磁通控制方式,使得系统效率不高的问题,本文对系统的效率优化方法进行了研究。首先对异步电机驱动系统的损耗进行了深入详细的分析,通过对目前主流几种效率优化方法进行分析对比,选取一种适宜的控制方法运用于本系统中。采用的方法能够完成系统效率的优化并且实现简单。本文对提出的几个重要算法都进行了仿真验证,在理论验证正确的前提下,对交流异步主轴电机驱动控制系统软硬件平台进行了搭建。在以TI的DSP TMS320F2812芯片为控制核心,以三菱的智能功率模块(IPM)为功率驱动核心的硬件系统以及采用模块化的矢量控制软件系统组成的系统平台上,对系统进行了逐步调试,最终完成交流异步主轴电机驱动控制系统的研制,实验结果表明系统具有良好的控制性能。