永磁同步电动机的直接转矩控制具有鲁棒性强,动态响应快,结构简单的特点,是当今最先进的控制方法之一。弱磁控制技术通过减弱电动机磁场,能够拓宽电动机的调速范围,对于提升电动机的性能有着重要意义。然而,当电动机在弱磁运行时,负载角会逐渐增大,超出了直接转矩控制原理的线性范围,影响电动机的控制性能,甚至会使系统失去控制。本文的主要内容是对永磁同步电动机直接转矩控制下的弱磁控制算法进行研究与改进。针对电动机直接转矩控制系统在深度弱磁时不稳定的现象,本文提出了一种带有安全裕量角度的弱磁控制方法,保证负载角与电机转矩运行在线性区域,同时提出了一种新的电机转矩限制方法,保证电动机的稳定运行。本文首先对永磁同步电动机的常用控制策略、控制器算法以及常用弱磁技术进行简要介绍。然后分析了永磁同步电动机的转子结构,通过坐标变换原理,建立电机在两相旋转坐标系下的数学模型。在此基础上,研究了直接转矩控制的理论和基本原理。重点阐述了空间电压矢量的选择依据和定子磁链与电机转矩的计算方法。接下来系统分析了常见的永磁同步电动机的定子电流轨迹控制,引出了电动机的最佳弱磁控制策略。分析了电动机在不同种弱磁程度下的输出特性与负载角的情况,指出电动机在深度弱磁过程中时可能造成系统不稳定的现象。由此,本文提出一种基于负载角限制的电动机弱磁方法与新的转矩限制方法,保证了电动机的稳定运行。同时考虑到电动机控制系统的耦合性与非线性特点,本文采用滑模控制理论设计电动机的控制器,并使用指数趋近律有效抑制系统的抖振现象。最后利用仿真验证提出控制方法的有效性与可行性。实验证明改进的弱磁控制方法比传统的弱磁方法有着更好的稳定性。此后,进一步搭建永磁同步电动机半实物仿真平台,实验结果也证明了改进控制策略的准确性。