随着社会的不断发展,人们对于电能的需求也愈加强烈。为了解决能源短缺问题,提高能源利用率和节能减排已成大势所趋。电动机作为工农业生产中的主要动力来源,占总动力的70%左右,近年来随着高铁和电动汽车的快速发展,电动机在交通运输等领域也得到了广泛应用。因此,其调速节能的潜力巨大。本文结合变频调速和永磁耦合调速的特点,设计了一种基于永磁同步电机的新型调速系统方案。该系统将原动机、负载及永磁同步电机通过行星齿轮系组合起来,原动机保持恒转速输入。由于行星齿轮系的分速功能,负载转速与永磁同步电机转速之间存在一定的数量关系,通过调节永磁同步电机转速便可实现负载的转速调节。该新型调速系统在保证原动机始终高效运行的前提下,不仅能够实现负载调速,还可将余能回馈电网,是一种开源节流的用电方法。在该系统方案设计的基础上,本文重点研究了其中的永磁同步电机双PWM调速装置部分。论文首先介绍了该新型调速系统的设计方案与工作原理,建立了永磁同步电机双PWM调速系统的数学模型。然后确定了双PWM变流器电网侧和电机侧的控制策略,网侧变流器采用电压矢量定向控制策略,机侧变流器采用零d轴的电流矢量定向控制策略。在仿真软件PSIM9.0中搭建了永磁同步电机调速系统的仿真模型,验证了系统数学模型与控制策略的正确性。之后,为了解决传统SVPWM调制算法运算复杂且耗时较多等问题,创新出一种简化的新型SVPWM调制算法,该算法流程简单且可实现与传统SVPWM调制算法同样的控制效果。同时,推导出计算调制电压总谐波失真(THD)和各次谐波的解析表达式,得到THD与SVPWM的调制方式无关的结论。论文最后对系统进行了硬件和软件设计,确定了以IPM模块为主功率器件的主电路和以TMS320F28335为主控制器的控制电路,并进行了主程序和子程序的设计。搭建了永磁同步电机双PWM调速系统实验平台,分别进行了三相PWM整流实验、新型SVPWM调制算法验证实验、谐波频谱分析实验和永磁同步电机调速实验。实验结果验证了理论推导和软件仿真的正确性,说明该系统设计方案具有可行性。