在交流传动领域,矢量控制因拥有着高动态性能和控制结构简单等优点而被广泛应用。在大功率牵引传动场合中,为降低功率器件的损耗,提高牵引变流器的传输功率,通常需要降低功率器件的开关频率。在低开关频率下如何提高矢量控制系统的动态性能是本文所研究的内容,具体如下:首先建立了异步电机数学模型,介绍矢量控制基本工作原理,结合复矢量的概念将电机数学模型简化,然后根据复矢量电机模型分析在低开关频率下异步电机的耦合问题。电流控制器是矢量控制系统的关键。本文采用直接数字法设计控制器的思路,对异步电机进行离散化建模,提出基于复矢量解耦和电压矢量相位补偿的电流控制器,解决了低开关频率下异步电机的解耦控制问题,与传统电流控制器相比,解耦性能更好,系统动态性能得到极大改善。在大功率牵引传动场合,为提高直流电压利用率,通常采用过调制技术,使得在电机运行高速段牵引变流器进入方波调制。然而在过调制区段异步电机定子电流低次谐波含量大,若直接将该电流采样并用于电流闭环,将可能导致系统失稳。本文提出采用观测器观测出不含开关谐波的定子电流,代替采样电流用于电流闭环,实现矢量控制结合过调制技术的高性能控制。针对传统全阶观测器在离散周期大的情况下观测失准甚至观测发散的问题,提出改进型的混合观测器,提高观测器稳定性和准确度。使用Matlab/Simulink仿真工具对所提方案进行仿真验证,并使用异步电机实验平台进行实验验证。