能源与环境是当今困扰人类生存和发展的两大重要问题,大力发展风能是解决这些问题的有效手段。近年来,伴随着风电机组容量的不断增大,多电平风电变流器将成为风电技术的重要研究方向之一。本文针对基于三电平变流器的永磁同步发电机的矢量控制做了以下几方面的工作。首先,阐述了本文所采用的三电平SVPWM调制算法和中点平衡控制策略。三电平SVPWM调制算法在参考电压分解的基础上,将三电平下的参考电压矢量转换到两电平下,利用两电平下SVPWM调制和载波调制的统一计算各相开关的作用时间。中点平衡控制策略通过实时检测直流侧上下电容的电压差来调节小矢量的作用时间,从而控制中点电位平衡。其次,建立了永磁同步发电机(PMSG)在三相静止坐标系和dq旋转坐标系下的数学模型,分析了PMSG稳态时的运行特性,简单阐述了几种永磁同步电机的矢量控制策略,构造了PMSG基于最大转矩电流比控制策略的控制框图。再次,介绍了永磁同步发电机的无速度传感器控制技术。考虑到PMSG的运行特点,采用了一种基于基波励磁法的转子磁链位置观测方案。该观测方案由扩展磁链观测器和用于对观测到的扩展磁链进行同步进而获得转子磁链位置信息的锁相环共同组成。该扩展磁链观测器具有最小阶,且无需对内嵌式PMSG的凸极特性进行忽略近似。最后,在理论分析的基础上,利用matlab软件搭建了仿真模型,并利用dspTMSF320F28335做了相应的实验。仿真和实验结果验证了所采用理论的科学性和有效性。