电励磁同步电动机则具有功率因数可调节、效率较高、励磁电流可控制和转动惯量小等特点,在工业动力领域得到了广泛的应用。因此,研究电励磁同步电动机及其调速技术具有重要的理论与现实意义。基于此,本文以电励磁同步电动机为研究对象,对基于气隙磁场定向的矢量控制系统和状态观测器进行了分析和研究。主要研究工作如下:首先,介绍了电励磁同步电动机的结构和工作原理。推导出了在三种坐标系下的电励磁同步电动机数学模型。建立了气隙磁通定向电动机矢量模型,设计了气隙磁通定向控制器,并对电励磁同步电动机的SVPWM调制技术进行了分析与设计。然后,设计了电励磁同步电动机调速系统的软件及硬件。系统的硬件部分主要由电源、电源驱动电路、基于TMS320F28335的主控制电路和电励磁同步电动机组成。软件设计主要介绍了系统主程序、SVPWM算法、转子初始位置检测、电流环和速度环双闭环矢量控制算法程序。使用有限元分析软件Ansoft Maxwell和仿真软件Ansoft Simplorer对电励磁同步电动机进行有限元仿真并与其调速系统进行联合仿真,给出了具体的设计过程,根据输出的波形给出了详细的分析,验证调速控制系统的正确性。最后,依据电励磁同步电动机样机,完成电励磁同步电动机调速系统实验平台的搭建,实验平台具备常规电动机试验所需要的电流、转速、转矩等变量的实时监测与记录能力,完成主电路器件选型和程序的编写,并结合本文相关研究理论,对输出结果进行观察和分析,对文章涉及的相关实验进行验证。