在电机调速系统中,矢量控制能够获得良好的稳态控制性能。直接转矩控制在此基础上实现了电机转矩的快速调节,加快了电机控制的动态调节性能。然而,传统的矢量控制和直接转矩控制的速度环上采用PI调节的方式,而PI调节器的参数不能匹配各种条件下的动态过程,会对电机动态性能产生很大的影响。因此,本文将着重研究电机动态过程的控制方法,以改善传统控制的动态控制性能。首先,本文介绍了永磁同步电机的数学模型,在此基础上建立了永磁同步电机直接转矩控制数学模型;介绍了电容电荷平衡控制方法,将机械系统和电系统进行了机电类比,建立了两者之间的联系,为新的控制理论提供了理论依据。其次,本文在直接转矩控制和电容电荷平衡控制方法的基础上提出了转矩冲量平衡控制方法。该方法利用转矩冲量平衡控制原理以及最优矢量组合的思想精确地计算出电机在负载突加动态过程中所需要施加的前进矢量和零矢量的时间以及切换的时刻,实现了动态过程的快速调节;为了仿真和实验的数字控制实现,结合电机数学模型,简化了控制算法,得到了转矩冲量平衡表达式。最后,为了验证理论的正确性,本文在一台6/19多齿容错永磁磁通切换实现直接转矩控制和转矩冲量平衡控制方法。介绍了永磁磁通切换电机的数学模型及工作原理,通过有限元仿真验证了其数学模型和永磁同步电机的一致性;在此基础上,搭建了永磁磁通切换电机直接转矩控制模型和永磁磁通切换电机转矩冲量平衡控制MTLAB模型和实验平台。仿真和实验结果表明不同的PI参数会影响直接转矩控制的动态控制性能,转矩冲量平衡控制方法能够最快速地实现转速动态响应,提高系统的动态响应速度,验证了转矩冲量平衡控制方法的正确性。此外,本文将转矩冲量平衡的控制方法进行了拓展。推导了转矩负载突卸情况下的转矩冲量平衡表达式;搭建了在不同控制方法(矢量控制)下的转矩冲量平衡控制方法框图;将转矩冲量平衡控制方法拓展到不同的电机模型;将转矩冲量平衡控制思想应用于电机发电系统。