随着科技水平的提高,各个领域对高速交流电机的需求越来越迫切。高速交流电机转速高、体积小、重量轻、功率密度大,有利于减小安装空间。同时,高速交流电机与高速负载直接连接省去了中间机械传动结构,进一步提高了空间利用率。电励磁双凸级电机定转子均为凸级结构,定子上装有电枢绕组和励磁绕组,转子上无绕组,高速运行时,结构可靠,安全性高。本文以高速电励磁双凸极电机为研究对象,研究电机的调速系统。调速系统包括基于SiC MOSFET的三相桥式功率变换器和以DSP和FPGA为核心的数字控制器。功率变换器采用叠层母排连接结构,减小了电机高速运转时寄生电感引起的电压尖峰。本文首先介绍了SiC材料特性和应用、高速电机以及双凸极电机的本体、数学模型和控制策略的研究现状;接着,根据电励磁双凸极电机的结构和特性曲线,建立了电机的数学模型,详细介绍了用于电机控制的单拍、双拍和半周三种工作模式;然后,通过Ansoft Q3D软件分析了调速系统中功率变换器叠层母排寄生电感的影响因素,设计了叠层母排的拓扑结构,并结合SiC器件的双脉冲实验测试了母排的寄生电感参数,验证了设计和仿真的正确性。对比分析了三相三状态及提前角、三相六状态和三相九状态控制策略。同时,还对比分析了固定PI和模糊自适应PI参数控制,结果表明后者可以更好地适应强非线性的高速电机调速系统,可以有效地提高系统的动态性能和稳态性能。最后,搭建了电励磁双凸极电机的实验平台,分别设计了系统的硬件电路和软件程序。给出的仿真波形和实验波形进一步验证了理论分析的正确性。