随着真空应用技术的不断发展,极大规模集成电路制造装备业、薄膜技术、电真空技术等领域对真空泵的需求越来越大。传统的罗茨真空泵都是采用1:1比例的齿轮带动阴阳转子作反方向同步旋转运动,防止“8”字形罗茨转子撞到一起。但经长期运转后,加工精度再高的齿轮也难免有间隙,当齿侧间隙大于转子间最小间隙时,将发生故障导致系统停机,会对生产工艺所需要的真空环境造成很大影响和经济损失。针对这个情况,本课题设计了双电机直驱控制系统,可以满足控制指标的要求。(1)根据真空泵用异步电动机的技术要求,设计功率减半的真空泵用异步电动机。借助二维有限元商业软件进行电磁场仿真计算,使其满足指标要求,得到适用于无齿轮罗茨真空泵用驱动异步电动机设计方案及具体的电气参数;(2)根据矢量控制的原理,结合坐标变换和基于转子磁场定向,建立基于转子磁场定向的异步电动机仿真模型,实现驱动电机的高性能解耦控制,使其具有较高的可靠性和稳定性,为双电机系统的实现奠定了基础;(3)在单电机控制系统的基础上,对比采用主令控制、主从控制、偏差耦合控制策略搭建双电机控制系统,在本文研究的偏差耦合控制结构中,对其核心子系统速度补偿器进行了创新改进,以弥补现有速度补偿器仅局限于速度同步的问缺陷,本文的改进方案可以实现速度同步和消除位置同步误差,并且可以省去位置环的搭建,使系统的响应速度有着较大的提升。针对真空泵系统常见的四种工况以及不同负载突加时刻进行了差异化仿真分析,结果表明:采用改进结构的偏差耦合控制的同步效果明显优于其它三种控制策略,可以提升真空泵电驱系统的控制性能;(4)在(3)的基础上,考虑了电机参数差异化的影响,按照(3)的分析路线进行了延伸的分析,结果表明:采用改进结构的偏差耦合控制的双电机直驱系统的速度、位置同步误差可以大大减小,可进一步提升真空泵电驱系统的控制精度。