近年来,多电平逆变器作为高压大功率变流技术的一个研究热点,在中高压变频调速、柔性交流输电系统等领域得到了广泛应用。直接转矩与三电平相结合的中高压变频调速技术具有输出端谐波少、单个开关管承受的最大电压小等特点,因此,对它进行的研究工作是具有实际意义的。本文在查阅了国内外异步电机直接转矩控制以及中高压逆变器方面大量资料的基础上,对三电平直接转矩控制及空间电压矢量脉宽调制等技术进行了深入的学习和研究,建立了基于三电平逆变器及dq坐标系下异步电机的数学模型和三电平与异步电机的统一数学模型。论文还详细介绍了基于三电平的直接转矩控制方案,包括了基于单一矢量和虚拟合成矢量的三电平开关矢量选择方案。同时引入一种新的基于模糊控制的开关矢量选择方案,将模糊控制与虚拟合成矢量方案相结合,并应用到三电平的直接转矩控制中。最后,使用MATLAB/SIMULINK对搭建了整个系统的仿真模型。仿真结果表明,该方案实现对三电平直接转矩控制算法的优化,解决了三电平逆变器存在的中点电位平衡问题,减少了逆变器产生的谐波。在仿真模型的基础上,采用IGBT完成基于三电平逆变器的直接转矩控制的中高压变频调速系统的主电路方案设计和控制电路的方案设计。并进行了三电平直接转矩控制的软件算法研究,给出了程序流程图。