直接转矩控制具有控制结构简单、动态响应快、对参数依赖小等优点,被广泛应用于交流调速系统。定子磁链的观测是直接转矩控制中一个重要部分,观测结果精确性将会直接影响系统的控制性能。传统的磁链观测器主要分为电压型和电流型,前者利用反电动势直接积分,后者通过电机诸多参数计算得到定子磁链。本文结合幅值限定补偿积分算法,提出一种高精度的电压电流混合模型新型磁链观测器,并采用基于SVPWM的变磁链直接转矩控制策略,减弱了系统转矩脉动,提高了永磁同步电机在直接转矩控制策略下的动静态性能。本文简述了永磁同步电机的结构特征并建立了数学模型,介绍了直接转矩控理论,讨论了磁链控制对电磁转矩的作用,深入研究了磁链变化对电机运行性能的影响。针对永磁同步电机众多应用场景对其调速的精度和反应速度的性能要求,重点研究了电机定子磁链观测精度对控制性能的影响,设计了电压电流混合模型新型磁链观测器。在低速情况下,系统主要采用电流模型磁链观测器,因此时其受电机参数及温度影响较小,可以精确测得定子磁链;在中高速情况下,系统主要采用改进的电压模型磁链观测器,因此时其受定子电压和电流影响较小。并且在传统电压模型的基础上,增加了高通滤波器,引入了幅值限定补偿环节,有效的解决了直流偏置、幅值衰减和相位偏移等问题。仿真结果表明新型观测器实现了对全速范围内定子磁链的精确观测。针对传统直接转矩控制系统在低速运行时存在的问题,提出了一种基于空间电压矢量脉宽调制的变磁链直接转矩控制策略,摒弃了传统直接转矩控制保持恒定磁链的条件,使直轴电流为零,磁链幅值跟随转矩变化而变化,避免了去磁和磁路饱和问题,能够大大提高了隐极式同步电机的输出效率。该控制策略采用空间电压矢量调制技术合成任意大小、方向的目标电压。仿真结果验证了改进后的控制策略在电机低速运行时,既保持了传统直接转矩控制系统响应迅速的特点,也很好地抑制了系统的脉动,提高了系统的控制性能。