负载换流逆变器由于其本身在成本性能和可靠性方面的优势,被广泛应用在大功率交流传动的场合。以轧钢厂线材加工车间的高速精轧机为例,钢板通过轧辊完成轧制过程,在咬钢瞬间相当于给同步电机突加阶跃型的负载。为了保证轧制质量必须优化同步电机的转速动态特性。本文提出了一种基于负载换流逆变器的高速精轧机控制策略,采用双三相电励磁同步电机为控制对象,研究负载换流逆变器驱动双三相电励磁同步电机组成的自控变频调速系统抗负载扰动能力的提升问题。针对双三相同步电机的驱动原理与运行状态,本文采用两路直流母线的控制方式,即采用双6+6拓扑来控制双绕组同步电机。针对负载换流逆变器在传统控制方式上存在的带载能力问题,本文提出磁链矢量控制策略来提高同步电机的带载运行能力,并且为了提高同步电机抗阶跃负载扰动的能力,本文提出基于负载转矩观测器的前馈控制策略来优化转速动态特性。为了方便的分析双三相电励磁同步电机的实际运行情况,本文首先在Simulink环境下搭建基于双dq0坐标系的同步电机数学模型并完成初步验证,对负载换流逆变器正常运行的基本原理以及其转矩输出特性进行分析介绍,进一步明确影响其转矩输出值的主要因素。其次,运用同步电机运行矢量图对传统超前角恒定控制策略和磁链矢量控制策略下电机的运行状态进行对比分析,主要在不同负载下对两种控制策略的电磁转矩输出情况以及带载运行时的转速稳定性进行比较,根据仿真结果来验证磁链控制策略的可行性与先进性。再次,本文建立了两种基于不同观测原理的负载转矩观测器并将其应用于前馈控制策略中,通过仿真对比分析两种负载转矩观测器的观测效果以及对同步电机转速动态特性的优化情况,验证基于负载转矩观测器的前馈控制策略能够有效提高同步电机的抗负载扰动能力。最后,基于TMS320F28377D双核控制芯片搭建双三相电励磁同步电机同轴对拖实验平台,结合以上章节的理论分析和仿真实验结果,对上述控制策略进行了实验验证。