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永磁同步电机的转矩直接控制一、本文概述本文旨在探讨永磁同步电机（PMSM）的转矩直接控制策略。
永磁同步电机作为现代电力传动系统中的核心组件，具有高效率、高功率密度和优良的控制性能。
转矩直接控制作为一种先进的电机控制技术，能够实现对电机转矩的快速、精确控制，从而提高电机系统的动态响应性能和稳定性。
本文首先将对永磁同步电机的基本结构和原理进行简要介绍，为后续转矩直接控制策略的研究奠定基础。
随后，将详细阐述转矩直接控制的基本原理和实现方法，包括转矩计算、控制器设计和优化等方面。
在此基础上，本文将重点分析转矩直接控制在永磁同步电机中的应用，探讨其在实际运行中的优势和局限性。
本文还将对转矩直接控制策略的性能进行仿真和实验研究，评估其在不同工况下的控制效果。
通过对比分析，本文将提出改进和优化转矩直接控制策略的方法，以提高永磁同步电机的控制性能和运行效率。
本文将对转矩直接控制在永磁同步电机中的应用前景进行展望，探讨其在新能源汽车、工业自动化等领域的发展潜力。
本文的研究成果将为永磁同步电机的转矩直接控制提供理论支持和实践指导，推动其在现代电力传动系统中的广泛应用。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种特殊的同步电机，其磁场源由永磁体提供，无需外部电源供电。
PMSM利用磁场相互作用产生转矩，从而实现电机的旋转运动。
PMSM的定子部分与常规电机相似，由三相绕组构成，用于产生电磁场。
而转子部分则装有永磁体，这些永磁体产生的磁场与定子绕组的电磁场相互作用，产生转矩。
PMSM的转矩大小和方向取决于定子电流的大小、方向以及永磁体与定子绕组磁场之间的相对位置。
PMSM的控制主要依赖于对定子电流的控制。
通过改变定子电流的大小、频率和相位，可以实现对PMSM转矩和转速的精确控制。
与传统的感应电机相比，PMSM具有更高的转矩密度和效率，以及更低的维护成本。
PMSM的工作原理基于法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
当定子绕组通电时，会产生一个旋转磁场，这个磁场与转子上的永磁体磁场相互作用，产生转矩。
一种新型的永磁同步电机直接转矩控制方法刘建;杨建飞;吴华仁;华心怡;郭爱琴【期刊名称】《南京师范大学学报（工程技术版）》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制。
由于控制过程中要保持磁链幅值恒定，不仅限制了电机的动态性能，同时，为了实现恒定的定子磁链幅值，还需要额外的无功电流，降低了电机功率因数，增加了系统损耗。
本文从转矩优化和无功电流优化控制的角度出发，提出了一种新型的直接转矩控制方法，控制过程中直接根据转矩控制要求选择电压矢量，不要求磁链幅值恒定，对转子位置要求不高，控制过程中能够实现磁链幅值的动态调整，电机在具有良好动态性能的同时具有较高的功率因数。
仿真结果验证了理论分析的正确性和方法的可行性。
【总页数】8页(P17-24)【作者】刘建;杨建飞;吴华仁;华心怡;郭爱琴【作者单位】南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042; 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，江苏南京210042;南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042; 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，江苏南京210042;南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042; 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，江苏南京210042;南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042; 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，江苏南京210042;南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042; 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】TM761【相关文献】1.基于反推控制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法 [J], 徐艳平;雷亚洲;马灵芝;沙登卓2.一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法 [J], 何师;邱阿瑞;袁新枚3.一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法 [J], 孙德明;杜明星;刘志宏;魏克新4.一种基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制方法 [J], 魏世民;童怀俊;陈功;任飞5.一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法 [J], 董绍江;胡宇;王艳;姜保军;蔡巍巍;江松秦;张潇汀因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于转矩角的永磁同步电机直接转矩控制邱鑫;黄文新;杨建飞;卜飞飞【摘要】针对电动汽车用永磁同步电机,提出一种基于转矩角的直接转矩控制策略,并研究了其中磁链与转矩角的限幅要求.所述方法以电机转矩角控制为出发点,利用转矩闭环调节直接得到所发电压矢量幅值,根据定子磁链闭环调节并结合转矩角前馈调整所发电压矢量角度,并通过空间矢量调制得到驱动信号,同时对转矩角实时观测和限制,以保证电机稳定运行.该方法不仅具有对电感参数变化不敏感和鲁棒性较强的优点,而且控制结构简单.实验结果表明该方法有效、可行.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)003【总页数】7页(P56-62)【关键词】直接转矩控制;转矩角;永磁同步电机;空间矢量调制;电动汽车【作者】邱鑫;黄文新;杨建飞;卜飞飞【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM301.21 引言为了缓解传统内燃机汽车等交通工具对化石能源的消耗，以及造成的环境污染，我国正大力推广和发展电动车[1]，以促进“节能减排”。
永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）由于具有较高的功率密度和效率，在电动车辆，特别是受电池容量限制的中小型电动汽车中得到广泛应用[2-4]。
永磁同步电机根据转子结构的不同可分为隐极式和凸极式两种，后者由于磁路的特点和磁阻转矩的存在，相比前者具有更佳的弱磁能力及更高的转矩电流比[5]，因而更适用于电动车驱动。
但是凸极式永磁同步电机由于等效气隙较小，交直轴电感参数随负载电流变化显著[6]，对控制算法要求较高。
无刷直流电机转矩磁链强耦合特性分析杨建飞; 张亚飞; 曹伟; 胡敏强; 邱鑫【期刊名称】《《电机与控制学报》》【年(卷),期】2019(023)010【总页数】7页(P95-101)【关键词】无刷直流电机; 直接转矩控制; 电磁转矩; 定子磁链幅值; 电压矢量【作者】杨建飞; 张亚飞; 曹伟; 胡敏强; 邱鑫【作者单位】南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京210042; 南京智能高端装备产业研究院南京210000; 江苏省宏源电力建设监理有限公司南京210000【正文语种】中文【中图分类】TM3150 引言电机控制的本质是控制电机转矩，而直接转矩控制方法(direct torquecontrol,DTC)将电机转矩作为直接控制对象以实现电机的高性能运行。
不同的电机由于结构和转矩产生机理的不同，导致其DTC的实现方法也存在显著区别。
目前常见的几类电机，包括异步电机、正弦波永磁同步电机和方波永磁同步电机，即无刷直流电机(brushless DC motor,BLDC)，DTC的具体实现方法也多种多样[1-7]，但从转矩控制结构来看可以分为两大类：一类采用定子磁链和转矩双闭环结构来实现转矩直接控制，另一类采用转矩单闭环结构来实现转矩的直接控制。
其中，异步电机和正弦波永磁同步电机DTC理论体系已经相对成熟，而无刷直流电机DTC理论还在进一步发展完善中，特别是由于存在关断相和相关量非正弦等原因，导致其在采用DTC控制方法时与其他两类电机存在诸多不同，因此，确立一个适用于BLDC DTC系统的实现方法成为亟待解决的关键问题。
在Zhu Z Q首次提出的BLDC DTC实现方法中，采用的是磁链和转矩双闭环结构，得到的定子磁链轨迹为圆锯齿形[6]，文献[8]在此基础上的进一步研究发现双环控制方法下对磁链幅值的控制效果不明显，但没有对转矩的控制效果作进一步分析。
为了避开关断相的影响，文献[9]提出了六边形磁链轨迹的双环控制方法，而为了解决关断相对转矩和磁链控制的影响，文献[10]提出了超空间矢量条件下的双环控制方法。
电动汽车用IPMSM直接转矩控制系统效率优化邱鑫;黄文新;卜飞飞;杨建飞【摘要】为提升电动汽车续航里程,提出一种车用内置式永磁同步电动机(IPMSM)直接转矩控制系统的在线效率优化方法.首先分析IPMSM的铜损和铁损,并将控制器损耗归入铜损,以全面考虑IPMSM驱动系统的电磁损耗.同时推导了铜损和总电磁损耗随定子磁链变化规律,并在此基础上,得到一种适用于电动汽车频繁变速运行的分区式效率优化方法.该方法利用离散化思想,根据转速和转矩将电动机运行范围分为不同区间,并在各自区间内单独作寻优搜索.所述方法对寻优算法依赖性小,实验结果验证了该在线效率优化方法的有效性和可行性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)022【总页数】7页(P42-48)【关键词】内置式永磁同步电动机;直接转矩控制;效率优化;电动汽车【作者】邱鑫;黄文新;卜飞飞;杨建飞【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京 210042;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京 210042【正文语种】中文【中图分类】TM301.2近年来，虽然电动汽车相关技术得以迅速发展，但是其中电池的容量和体积重量等因素仍是阻碍电动汽车进一步推广的关键瓶颈。
因此，在电池容量有限的条件下，提升电动汽车驱动系统整体效率对于提高续航和节约能源均有重要意义［1-3］。
现有中小型电动汽车多采用内置式永磁同步电动机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor， IPMSM）［4-6］，虽然IPMSM自身具有高效率、高功率密度等优点，但在电动汽车应用场合，还需结合控制算法保证IPMSM 在复杂运行工况下高效率运行。
非恒定磁链幅值给定的永磁同步电机直接转矩控制唐校;杨向宇;赵世伟;胡致远【摘要】传统的永磁同步电机直接转矩控制采用的是恒定磁链给定,不能保证电机在不同的运行工况下效率最优.分析定子磁链与定子电流及转子永磁体磁链之间的关系,得到不同工况下定子磁链幅值的给定方式.提出一种非恒定磁链幅值给定的直接转矩控制方案,实现永磁同步电机定子电流的最优控制,使电机的运行效率得到提升.以表贴式永磁同步电机为例,通过仿真和实验验证了算法的有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2015(035)009【总页数】6页(P37-42)【关键词】非恒定磁链幅值;永磁同步电机;直接转矩控制;定子电流最优控制;空间矢量脉宽调制【作者】唐校;杨向宇;赵世伟;胡致远【作者单位】华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】TM9210 引言直接转矩控制（DTC）直接将定子磁链和转矩作为控制对象，由于不需要进行磁场定向和坐标变换，相对于矢量控制，其结构简单，转矩的动态响应更快。
作为一种现代电机控制技术，直接转矩控制受到不少学者的关注，也取得了很多成果[1-8]。
传统的直接转矩控制一般将定子磁链幅值设定为一个恒定值[5-6]，为了维持这个恒定的定子磁链，往往需要定子电流提供较大的无功分量，这在电机的运行过程中，不能使系统的运行性能最优，常常会使效率降低。
已有一些学者针对非恒定磁链给定进行研究，例如文献[7]中提出了一种无磁链环直接转矩控制方案，目的是获得最快的电机转矩响应。
本文着重从电机运行效率出发，研究永磁同步电机直接转矩控制中如何设置合适的定子磁链给定值，以期实现定子电流的最优控制。
仿真和实验结果证实了算法的有效性。
1 传统永磁同步电机直接转矩控制直接转矩控制最初采用的是开关表模式，但是这种模式存在开关频率不固定、转矩脉动大的缺点。
高性能永磁同步电机直接转矩控制一、概述随着能源危机和环境污染问题的日益严重，节能减排和提高能源利用效率已经成为全球性的研究热点。
在这个大背景下，永磁同步电机（PMSM）作为一种高效、节能的电机类型，受到了广泛的关注和应用。
直接转矩控制（DTC）作为一种先进的电机控制策略，因其具有控制结构简单、动态响应快、转矩脉动小等优点，在永磁同步电机的控制中得到了广泛的应用。
本文旨在探讨高性能永磁同步电机的直接转矩控制技术。
我们将对永磁同步电机和直接转矩控制的基本原理进行介绍，阐述其在电机控制中的优势和适用场景。
我们将重点分析高性能永磁同步电机直接转矩控制的实现方法，包括空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的应用、转矩和磁链的直接控制策略、以及转速和位置的精确检测等。
我们还将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，如参数变化、外部干扰等，并提出相应的解决方案和优化策略。
通过本文的研究，我们期望能够为高性能永磁同步电机直接转矩控制技术的发展提供有益的参考和借鉴，推动其在工业、交通、能源等领域的广泛应用，为实现节能减排和提高能源利用效率做出积极的贡献。
1. 永磁同步电机（PMSM）概述永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）是一种利用永磁体产生磁场，通过电子换相实现电能与机械能转换的高效电动机。
它结合了传统直流电机和同步电机的优点，具有高功率密度、高效率和良好的调速性能。
PMSM的转子通常由永磁体构成，无需额外供电，从而减少了能量损失和复杂性。
定子则通过三相电流驱动，实现与转子磁场的同步旋转。
PMSM的控制策略对于其性能至关重要，其中直接转矩控制（Direct Torque Control，简称DTC）是一种广泛应用的先进控制方法。
DTC通过直接对电机转矩和磁链进行调控，能够迅速响应负载变化，实现高精度的速度控制和位置控制。
与传统的矢量控制相比，DTC具有结构简单、计算量小、动态响应快等优点，特别适用于高性能和快速响应的应用场景。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910392096.3(22)申请日 2019.05.10(71)申请人 上海应用技术大学地址 200235 上海市徐汇区漕宝路120-121号(72)发明人 张海刚 孔祥胜 孙小琪 杨阳 王步来 童忠祥 杨明来 杨俊 万衡 储雷 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限公司 31236代理人 胡晶(51)Int.Cl.H02P 21/00(2016.01)H02P 21/13(2006.01)H02P 25/022(2016.01)(54)发明名称永磁同步电机直接转矩控制方法(57)摘要本发明提供了一种永磁同步电机直接转矩控制方法，包括：获取永磁同步电机的给定转矩；以给定转矩和反馈转矩的信号差作为super -twisting转矩控制器的输入，以输出q轴电压矢量；以给定定子磁链和反馈定子磁链信号差作为super -twisting磁链控制器的输入，以输出d轴电压矢量；将q轴电压矢量和d轴电压矢量经过PARK反变换单元变换后，得到α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量；根据α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量生成PWM控制信号，并通过PWM控制信号控制逆变器的开关状态。
本发明能够减小转矩脉动，减小逆变器的开关动作次数，增加系统的鲁棒性，使电机运行更加平稳。
权利要求书3页 说明书7页 附图4页CN 110061669 A 2019.07.26C N 110061669A1.一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括：步骤A：获取永磁同步电机的给定转矩T e *；步骤B：以给定转矩T e *和反馈转矩T e 的信号差作为super -twisting转矩控制器的输入，由所述super -twisting转矩控制器输出q轴电压矢量以给定定子磁链和反馈定子磁链信号差作为super -twisting磁链控制器的输入，由所述super -twisting磁链控制器输出d轴电压矢量步骤C：将q轴电压矢量和d轴电压矢量经过PARK反变换单元变换后，得到α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量步骤D：根据所述α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量生成PWM控制信号，并通过所述PWM控制信号控制逆变器的开关状态；其中，所述逆变器的开关状态与永磁同步电机的转矩相关。
第31卷第27期中国电机工程学报V ol.31 No.27 Sep.25, 20112011年9月25日Proceedings of the CSEE ©2011 Chin.Soc.for Elec.Eng. 109 文章编号：0258-8013 (2011) 27-0109-07 中图分类号：TM 761 文献标志码：A 学科分类号：470·40永磁同步电机最优直接转矩控制杨建飞，胡育文(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室，江苏省南京市 210016) Optimal Direct Torque Control of Permanent Magnet Synchronous MotorYANG Jianfei, HU Yuwen(Aero-power Sci-tech Center, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: The amplitude of stator flux and torque angle in permanent magnet synchronous motor (PMSM) are controllable, the implementation method of direct torque control in PMSM is not unique. A new torque control method was presented according to the characteristic that the amplitude of stator flux linkage and torque angle are all controllable. The amplitude of the stator flux linkage and the torque angle were controlled synthetically. The optimal voltage vector was selected according to the torque requirement directly and the stator flux linkage control loop in traditional control method was eliminated in the proposed torque control method. The validity of the theory analysis and the feasibility of the toque control method are verified by the experiment results.KEY WORDS: permanent magnet synchronous motor (PMSM); direct torque control (DTC); stator flux; torque angle摘要：永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量，直接转矩控制的实现方法不唯一。
根据永磁同步电机定子磁链和转矩角均可控的特点提出了一种最优直接转矩控制方法。
该方法不要求保持定子磁链幅值恒定，直接以转矩为最终控制目标选择最优电压矢量实现对电机转矩的直接控制，省去了传统直接转矩控制方法中的磁链环。
实验结果验证了理论分析的正确性和转矩控制方法的可行性。
关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；定子磁链；转矩角0 引言传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)直接转矩控制(direct torque control，DTC)通过保持定子磁链幅值恒定，迅速改变转矩角，实现对电机转矩的有效控制，该基金项目：国家自然科学基金项目(50877035)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50877035)．控制方案于1997年被提出后得到了成功应用[1]，引起了国内外学者的广泛关注，成为永磁同步电机高性能控制领域的热点研究问题[2-13]。
迄今为止关于永磁同步电机直接转矩控制方面的研究，都是在保持定子磁链恒定，通过改变转矩角实现对转矩的控制这一思路下展开的。
永磁同步电机的转矩取决于定子磁链、转子磁链以及二者之间的转矩角，其中定子磁链和转矩角均为可控变量，因此，实现永磁同步电机高性能转矩控制的方法并不唯一，除了传统的转矩控制方法之外，还可以有其他的实现方案。
本文从对转矩控制思想的优化出发，分析了永磁同步电机转矩变化规律，提出了一种新的转矩控制方法，该方法从转矩控制的核心思想和电压矢量的选取原则2个角度对传统DTC方法进行优化和改进，电机运行中不要求保持定子磁链幅值恒定，省去了传统直接转矩控制中的磁链控制环，为便于后续分析和介绍，将本文所提出的转矩控制方法称为最优直接转矩控制。
1 永磁同步电机最优直接转矩控制原理1.1 转矩控制原理分析对电机转矩的控制最终落实到对电压矢量的选择上，对于定子绕组为三角形连接的永磁同步电机，6个运动电压矢量分布如图1所示。
图中，αβ为两相静止坐标系；dq为转子同步旋转坐标系；xy 为定子磁链同步旋转坐标系；sψ为定子磁链，其相对于α轴角度为seθ；fψ为转子永磁体磁链，其相对于α轴角度为reθ；定转子磁链之间的夹角为δ。
对于隐极式永磁同步电机，其转矩[1]为e sf s f s s3sin/(2)3/(2)qT p L p Lψψδψψ== (1)DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2011.27.015110 中 国 电 机 工 程 学 报 第31卷式中：s L 为电机直交轴电感；s q ψ为定子磁链交轴分量。
U5图1 电压矢量和定转子磁链位置Fig. 1 Voltage vector, stator and rotor flux linkage电机转矩的微分可表示如下：s e f s d d 3d 2d q T pt L tψψ= (2) 由式(2)可知，对电机转矩的有效控制也就是对定子磁链交轴分量的有效控制，而对定子磁链的控制最终落实到对电压矢量的选择上，电压矢量和定子磁链矢量之间的关系[1]为ss s s d d R t−=u i ψ (3) 式中：s u 为电压矢量；s R 为定子电阻；s i 为定子电流矢量。
由式(3)中，T s 为控制周期，U x s()n ψ；转子磁链分别为f (1)n −ψ和f ()n ψ为(1)n δ−和()n δ。
图2 定转子磁链和转矩角变化 Fig. 2 Variation of stator, rotor flux linkage and power angle刻，则在零时刻的dq 坐标系中，d 轴和f (1)n −ψ重合，q 轴超前于d 轴90°，从s(1)n −ψ和s()n ψ的矢尖向d 轴作垂线，分别交d 轴于D 和F 点，从s(1)n −ψ矢尖向AF 作垂线交于E 点。
从图2所示的dq 坐标系中可知，电压矢量交轴分量u s q 在控制周期内的积分和定子磁链交轴分量的变化量之间满足：s s s ()s (1)q q n q n u T AE AF EF ψψ−==−=− (4)根据式(4)可知，当需要快速增加或减少电机转矩时，应选择使定子磁链交轴分量变化最快的空间电压矢量。
结合图1可知，随着转子磁链角度的变化，各个运动电压矢量的交轴分量随着转子磁链角度的变化而变化。
设电压矢量幅值为1 V ，逆时针超前于转子永磁体磁链的方向为转矩增加的方向，规定为正方向，则各个运动电压矢量交轴分量随转子角度的变化为1re 2re 3re 4re 5re 6re :sin(30):sin(90):sin(150):sin(210):sin(270):sin(330)U U U U U U θθθθθθ°−⎧⎪°−⎪⎪°−⎪⎨°−⎪⎪°−⎪°−⎪⎩ (5) 将式(5)中各个电压矢量交轴分量随转子角度变化情况示于图3中。
图3 电压矢量交轴分量随转子磁链角度变化情况Fig. 3 D-axis component of voltage vector vs. rotor position由图3可知，在θre ∈[0, 2π]，转子角度被平均分成6个扇区，每个扇区内电压矢量交轴分量都存在最大值和最小值。
以θre ∈[6π,36π]扇区为例，如 果需要使电机转矩变化为正向最大，则应选择最优电压矢量U 3，以快速增加定子磁链交轴分量；同理，如果需要使电机转矩变化为负向最大，则应选择最第27期 杨建飞等：永磁同步电机最优直接转矩控制 111表1 最优电压矢量选择表Tab. 1 Optimal voltage vector select tableθre ∈τ 11[0,)(,2]66πππU [,)62ππ 5[,)26ππ 57[,66ππ 73[,)62ππ 311[,)26ππ 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6 U 1 0 U 0(U 7) U 0(U 7) U 0(U 7) U 0(U 7) U 0(U 7) U 0(U 7) −1U 5U 6U 1U 2U 3U 4优电压矢量U 6，以快速减少定子磁链交轴分量；当电机转矩在转矩调节器零电压矢量作用范围内，则选择零电压矢量。
据此，可以得到表1所示的最优电压矢量选择表，其中τ为转矩调节器输出标志，τ =1表示需要增加转矩，τ =0表示需要保持转矩， τ =−1表示需要减小转矩，U 0和U 7为零电压矢量，其根据功率管开关次数最少原则确定。
根据转矩调节器输出结果，并结合转子磁链角度，由表1选择最优电压矢量作用于电机，实现对电机转矩的最优控制。
1.2 定子磁链幅值的限幅方法从图1可以看到，运动电压矢量不仅包括交轴分量，也包括直轴分量，因此当运动电压矢量作用于电机后，不仅引起定子磁链交轴分量的变化，同时还引起了定子磁链直轴分量的变化，如果不对其进行限制，则很容易超出电机额定定子磁链幅值。
如果定子磁链幅值过大，导致定子绕组磁链饱和，最终发生过流，将使电机无法稳定运行，因此在永磁同步电机转矩控制过程中，必须检测定子磁链幅值，一旦检测到定子磁链幅值超过了额定值，则必须对定子磁链幅值进行限幅。
永磁同步电机在xy 定子同步旋转坐标系下定子电压和定子磁链幅值有如下关系[1]：s s s s s s s r s s s s s d d d ()d x x y yy U R i tU R i R i t ψδωψωψ⎧=+⎪⎪⎨⎪=++=+⎪⎩(6) 式中：s x i 、s y i 分别为定子电流在定子同步旋转坐标系下的x 轴分量和y 轴分量；s x U 、s y U 分别为定子 电压在定子磁链同步旋转坐标系下的x 轴分量和y 轴分量；s ω为定子磁链旋转角速度。
