在高压大容量应用场合,多电平逆变电路具有显着的优势,比如输出谐波少、开关频率低等。本文研究的对象正是基于三电平逆变器的异步电动机直接转矩控制系统。直接转矩控制策略以其优良的转矩控制特性,近年来受到了普遍的关注。本文针对直接转矩控制算法在三电平逆变器供电异步电动机系统中的实现,进行了理论分析、仿真研究以及实验验证。在理解和掌握三电平逆变器和直接转矩控制基本原理的基础上,建立了异步电动机和三电平逆变电路的数学模型,分析了直接转矩控制应用于三电平逆变系统时可能存在的问题,提出了一种简单的电压矢量选择方案,实现了实时地调速控制。选用电压型磁链观测模型,并对低速时出现的磁链观测误差进行了补偿,应用MATLAB/SIMULINK 软件对系统进行了仿真,验证了所提出方案的有效性。并在现有实验平台的基础上,通过熟悉DSP 算法,根据控制算法和硬件结构,编写了控制程序,通过实验验证了所提出方案的可行性,实现了电机的稳定运行。利用电机的全阶模型,构造以定子电流和定子磁链为状态变量的全阶磁链观测器,利用此观测器直接观测出定子磁链,同时辨识电机定子电阻和转子速度。全阶磁链观测器具有对电机参数变化和速度变化好的鲁棒性。仿真结果也表明了全阶观测器方案的可行性。