随着能源危机的加剧,以风力发电为代表的新能源得到极大的重视与长足的发展。直驱式永磁同步风力发电系统因其良好的运行性能、效率高与高可靠性等优点,在变速恒频发电领域占据着越来越重要的地位。直接转矩控制(DTC)具有结构简单、动态响应快、鲁棒性好等优点,将其应用于永磁同步风力发电机可有效改善风机系统的运行和发电性能。本文针对永磁同步风力发电机的DTC技术进行了理论分析、仿真研究与实验验证。本文首先建立了永磁同步发电机在两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,详细阐述了直接转矩控制的基本原理,对定子磁链与电磁转矩的控制性能进行了分析,并对传统的开关表直接转矩控制进行了仿真研究与实验验证。针对基于开关表的DTC稳态运行效果不佳进行了性能改进,包括滞环比较器的研究、零矢量的作用研究、基于离散化空间矢量调制的DTC等内容,并对以上改进策略进行了仿真研究,仿真结果表明所提改进策略对传统DTC的性能都有所提升。虽然改进策略在一定程度上改善了系统的稳态性能,但并未改变基于开关表DTC开关频率不固定的问题。鉴于此,本文进行了基于空间矢量调制的DTC研究,首先对基于空间矢量调制的DTC原理进行了详细的介绍,而后应用了基于空间矢量调制的预测直接转矩控制策略；并完成了一种基于模型预测控制的DTC研究,介绍了所提控制策略的思想并建立了系统控制框图；最后进行了以上三种策略的仿真研究与实验验证,并对以上三种策略进行了原理与实验结果的对比。