目前,电压型变流器广泛应用于交流异步电动机驱动,但因其不易实现交流电动机四象限运行,限制负载过流能力差等不足,阻碍了它的进一步发展;相反,在异步电动机控制系统中,采用电流型变流器作为驱动可直接控制供电电流,便于实现再生制动和四象限运行,由于母线电感的限流,电流型变流器电路具有易于保护等优点逐渐受到人们的关注,但由于电路中储能电感体积大、损耗大等缺点限制了其推广与应用。近年来,随着超导技术的突破性发展,电流型变流器的储能效率将会逐步得到解决,为其在不同功率场合的应用提供了优势,必将大大推广电流型变流器的适用范围。本文针对电流源驱动的异步电动机及其控制系统,从电磁作用机理、机械特性、电流型变流器拓扑结构、系统设计及效率优化、仿真与实验等方面进行了研究。研究了电流源驱动的异步电动机的电磁作用机理,比较电压源驱动的异步电动机与电流源驱动的异步电动机转子反应的异同。研究了电流源驱动的异步电动机在不同工作状态下的空间矢量图,得到了电流源驱动的异步电动机主磁势不超限条件,为电流源驱动异步电动机的设计提供了理论参考。应用对称分量法研究了电流源驱动的异步电动机等效电路及电机特性的基本公式,研究了电流源驱动异步电动机的机械特性,并与电压源驱动的异步电动机机械特性做了比较分析,同时对电机的过载能力、最大转矩进行了研究。利用MATLAB对电流源驱动的异步电动机特性进行仿真,研究了电机在不同负载时转速、转矩、定子电流、电压、功率因数、输入功率以及效率的变化情况。运用Ansoft/Maxwell 2D和Ansoft/Simplorer联合仿真方法,对电流源驱动的异步电动机内部磁场的变化进行研究。对三相电流型变流器主电路进行了设计,研究了电流型变流器三值逻辑开关函数与电压型变流器二值逻辑开关函数之间的转换关系,确定了三相电流型变流器的空间矢量电流控制策略,实现三相电流型变流器网侧单位功率因数且直流侧电流脉动小的效果。设计了电流源驱动的异步电动机间接矢量控制系统,为了进一步改善系统的响应速度和稳态精度,设计了模糊自适应PI速度调节器并对系统进行仿真。针对电流源驱动的异步电动机矢量控制系统的效率优化控制策略进行了研究。结合异步电动机最小损耗模型效率优化策略和基于黄金分割搜索法的效率优化策略的优点,提出了混合搜索法的效率优化控制方法并应用于电流源驱动的异步电动机矢量控制系统。采用混合搜索法,控制系统不仅能摆脱对电机参数的依赖,且系统动态响应快,大大降低了寻优时间。利用MATLAB分别对不同的效率优化控制方法进行仿真验证,并对仿真结果进行对比分析。研发了基于DSP的电流源驱动异步电动机控制系统的实验平台,详细介绍了其硬、软件组成和设计方法,实验结果证明了控制方案以及理论分析的正确性与可行性。