随着现代化工业生产中交流同步电机,特别是永磁同步电机(PMSM)和同步磁阻电机(SynRM)的广泛使用,同步电机的高效率控制具有重要的理论意义与实用价值。交流同步电机通常采用矢量控制。最大转矩电流比(MTPA)控制,是矢量控制的常见形式之一,因此本文以MTPA为例对高效率矢量控制开展研究。由于其可有效减小电枢绕组铜耗而被广泛采用。由于不同结构的同步电机的MTPA工作曲线各不相同,即,电机结构形式、电磁参数、工况均对最佳运行状态下的电流矢量相位有直接影响,所以MTPA控制往往作为一种定制化、离线化算法进行设计。而通用的对电流矢量进行在线寻优的MTPA策略可适应不同电机,具有良好的工程价值。因此,本文对在线寻优型MTPA算法进行了研究。首先,本文详细论述了MTPA控制原理,同时总结和分析了目前MTPA算法的不同实现方法及其相关特性,并深入研究了基于虚拟信号注入的MTPA在线自动寻优控制策略。在虚拟信号注入MTPA控制的基础上,分析比对了不同形式的注入信号特征对于算法的动态响应能力和稳态精度影响。考虑参数变化带来的转矩模型误差,本文将虚拟信号注入MTPA在线寻优策略与极值搜索的思想相结合,实现了MTPA控制中的电流相位角的间接极值搜索,并提出了双向增量电感探测机制保证算法对于工况变化的敏感性。之后,基于转矩公式对电流矢量相位角的导数公式,本文给出了虚拟信号注入法中转矩重建模型的修正策略及其数学解释。设计了具有自启动机制的相位摇摆算法。所提出的算法不需注入额外电信号,可避免传统实时参数辨识带来的附加损耗。最后,本文通过Matlab/Simulink仿真研究,针对具有饱和效应的内置式永磁同步电机和同步磁阻电机,选取一系列工况,应用所提出的算法进行测试。结果表明提出的算法可实现不同工况下MTPA工作点的有效跟踪,且具有良好的动态响应。此外,本文所提出的方法不依赖于预置的电机参数表,具有很高的普适性和移植性。