随着经济的快速发展,能源消费逐年增加,环境污染日益严重,风力发电受到世界的普遍重视。变速恒频风力发电系统是目前应用最广泛的发电系统,直驱型变速恒频风力发电系统由于结构简单、控制性能好、系统可靠性高等优点,在MW级风力发电中拥有很大的优势。本文以永磁直驱风力发电系统机侧变流器为控制目标,对直接转矩控制方法进行了研究。本文首先介绍了永磁直驱风力发电机侧变流器控制系统的结构和工作原理,建立了永磁同步发电机在三相静止坐标系、两相同步旋转坐标系和两相静止坐标系中的数学模型,推导出了机侧变流器的基本数学模型,为后续的研究打好了理论基础。文章详细介绍了直接转矩控制理论,得出了直接转矩控制的基本控制思想,给出了永磁直驱风力发电机直接转矩控制系统结构图,分析了系统的控制原理,给出了永磁同步发电机直接转矩控制在定子磁场定向下的磁链和转矩的观测模型,详解了开关矢量表的构造过程,并在Matlab中对基于开关表的永磁同步发电机直接转矩控制系统进行了仿真验证。针对传统的基于开关表的直接转矩控制中存在转矩、磁链波动大,开关频率不固定的问题,提出了相应的改进措施。首先是定子磁链观测器的改进,包括定子电阻的补偿矫正、积分环节的改进,提出了基于SVPWM的直接转矩控制和基于预测SVPWM的直接转矩控制方法,并对这两种控制策略进行了仿真研究,结果表明这些改进措施能够有效减少转矩和磁链的波动,改善了转矩、磁链和定子电流的波形,提高了系统的控制性能。最后,在TI公司的TMS320F2812芯片的基础上对永磁直驱风力发电直接转矩控制系统进行了硬件设计和软件设计,对下一步的研究具有一定的指导意义。