磁场定向控制(Field Oriented Control，FOC)和直接转矩控制(Direct Torque Control Theory,DTC)技术是交流电机高性能变压变频调速技术的研究热点。与磁场定向控制相比，直接转矩控制(Direct Torque Control Theory,DTC)具有结构简单、对电机参数依赖程度更小、转矩与转速响应快等优点。但传统DTC使用两个滞环控制器来控制交流电机的定子磁链幅值和电磁转矩，会增大交流电机电磁转矩的脉动程度。研究了一种固定开关频率电压矢量近似解耦的直接转矩控制方法。为解除定子电流直轴分量对电压矢量直轴分量的影响，提出了由转矩量给定值确定直轴电流前馈补偿值的新方法。
　　调速系统中的转速传感器不仅会增加系统的硬件复杂程度和安装调试难度，还会降低全系统的可靠性。当前交流调速系统的一个发展方向是无速度传感器化。将感应电机定子磁链的电压模型与电流模型配合使用。利用PI调节器将两种模型的估计值偏差放大，使两种磁链观测器模型互相补偿，以提高定子磁链的估计精度。并将这种磁链观测器应用于直接转矩控制系统，实现二者的结合。
　　要实现无速度传感器化的交流调速系统，就要解决磁链与转速的估计问题。而磁链与转速估计精度依赖于电机参数的准确程度。提出了一种适用于三电平变频器的新型异步机参数离线辨识方法。提出了测量短路阻抗的脉振电压矢量法，并为此专门设计了一种基于压缩映射简化方法的三电平SVPWM。该调制方法改进了三电平电压矢量的切换轨迹，有效避免了传统三电平SVPWM表达脉振电压矢量时逆变器多于一相的开关切换动作。
　　四象限变频器具备网侧功率因数可调、能量可在电机与电网之间双向流动等优点。四象限变频器以PWM整流器作为前端整流部分，网侧电流波形接近正弦波，大大降低了电力电子装置对电网的谐波污染。针对传统软件锁相环技术，提出一种改进的辐角估计值偏差近似函数，并将这种改进的软件锁相环应用于感应电机同步转速的估计和PWM整流器电网电压矢量辐角的估计中。
　　利用PLECS软件搭建感应电机四象限无速度传感器直接转矩控制系统的仿真模型，对改进的控制方法进行了仿真验证。仿真结果表明，为避免无速度传感器系统起动时的震荡现象，需将转速环封锁，直到磁链观测器起动并达到稳定状态。