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无论是异步电机、传统同步电机，还是多相永磁同步电机、开关磁阻电机、轴向磁场永磁同步电机以及定子永磁型同步电机等新型交流电机，其数学模型均具有强耦合、非线性及时变等特性，无法如直流电机那样直接实现转矩电流和励磁电流的解耦控制。然而，随着电力电子技术和计算机技术的进步，交流电机的控制理论和实际控制技术得到了迅速的发展，其中调压调速控制、变压变频调速控制、矢量控制和直接转矩控制是实现交流电机控制的主要控制策略，在交流电机控制系统中应用广泛。
调压调速控制和变压变频调速控制是交流电机控制系统中常见的两种调速方法，也是交流电机早期调速控制较为成熟的控制方法。根据交流电机类型，交流电机变频调速分为异步电机变频调速和同步电机变频调速。
1.异步电机调压调速控制和变压变频调速控制
异步电机可通过调节供电电压或改变定子电枢电流频率 f 或转差率 s 来实现电机的转速控制。异步电机从定子电枢绕组传递到转子的功率包括拖动负载的机械功率和转差功率两部分。按照对异步电机转差功率的处理方式，异步电机调压调速控制和变压变频调速控制包括转差功率消耗型、转差功率回馈型和转差功率不变型三类调速控制方法。
转差功率消耗型调速控制系统的结构较为简单，设备成本较低，在小容量异步电机调速控制系统中有一定的应用。常见的转差功率消耗型调速控制方法有降压调速、转差离合器调速和绕线转子串电阻调速。由于转差功率消耗型变频调速控制的全部转差功率均以热能的形式耗散掉，该类调速控制效率较低，而且转速越小效率越低，是一种低效、耗能的调速控制方法。
在转差功率回馈型调速控制系统中，转差功率主要通过功率变换装置回馈给电网，电机的转速越低，回馈给电网的转差功率越多。绕线转子异步电机串级调速和双馈异步电机调速属于转差功率回馈型调速控制。该类调速控制的转差功率仅有一部分被转子电阻消耗，其余回馈到电网，整个调速系统的效率较高，但需要增加一些额外的设备。
在转差功率不变型调速控制系统中，除了转子电阻消耗，无论转速高低，转差功率基本保持不变。变压变频调速是一种应用最为广泛的转差功率不变型调速控制方法，可实现异步电机高动态性能调速控制。该类调速控制的转差功率仅有一部分被转子电阻消耗，其余均回馈到电网，整个调速系统的效率较高，但也需要增加一些额外的设备。相较于转差功率消耗型调速控制和转差功率回馈型调速控制，转差功率不变型调速控制的效率最高，但需要配备与异步电机容量相当的功率变换装置，造成了该类调速系统的成本较高。
2.同步电机变压变频调速控制方法
同步电机没有转差率，转差功率为零，故同步电机调速控制是属于转差功率不变型调速控制方法。因此，同步电机只能通过变压变频调速控制方法来调节电机转速。同步电机的变压变频调速控制分为两大类：他控式变压变频调速控制和自控式变压变频调速控制。他控式变压变频调速控制是指同步电机由独立的变频电源供电，电机转速严格跟随变频电源频率变化。由于电机转速由外部给定信号决定，同步电机可能存在失步、振荡等问题，其应用领域受到限制。同步电机变压变频调速控制一般采用自控式变压变频调速控制，即通过电机轴上安装的位置传感器检测转子位置信号，然后控制回路根据接收的转子位置信号通断功率变换装置中的功率开关器件，使各定子电枢绕组获得与转子转速对应的三相交流电，达到电机转速调节的目的。由于自控式变压变频调速控制方法采用频率闭环控制，同步电机不存在失步、振荡等问题。
矢量控制（Vector Control）技术又被称为磁场定向控制技术，由德国学者Blaschke在20世纪70年代首先提出。矢量控制技术的出现对交流电机控制系统的研究具有划时代的意义，使交流电机控制技术的发展步入了一个新的阶段。采用矢量控制技术的交流电机控制系统在静、动态性能上可媲美直流电机控制系统，促使交流电机控制系统逐渐取代直流电机控制系统。
矢量控制的基本思想是在三相交流电机上模拟直流电机控制系统中电磁转矩的控制规律，在磁场定向坐标系上，将定子电流矢量分解成两个互相垂直、彼此独立的励磁电流分量和转矩电流分量，通过励磁电流分量调节电机的磁通，转矩电流分量控制电机的电磁转矩。矢量控制技术实现了类似于直流电机的控制条件，可使交流电机控制系统获得优异的稳态和动态性能。矢量控制的关键在于对定子电流矢量幅值和空间位置的控制，但交流电机定子侧电压、电流和磁动势等物理量均为交流量，而且各物理量的空间矢量在空间以同步转速旋转，不便于调节、控制和计算。因此，需要依据矢量的坐标变换理论，按照转子磁场定向原则，将各物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系中。在同步旋转坐标系中，交流电机的各空间矢量都被变换为直流量。根据交流电机电磁转矩实时计算电磁转矩对应的电枢绕组电流矢量分量，并按照电流矢量分量进行实时控制，就可达到与直流电机控制系统类似的控制性能。由于这些直流量在物理上不存在，还需通过坐标变换逆变换，将同步旋转坐标系中的直流量变换到静止坐标系中的交流量，在静止坐标系中对交流量进行控制，使其实际值跟随给定值。
矢量控制技术实现了交流电机控制系统的高性能控制，然而由于转子磁链不易观测，系统特性受电机参数的影响较大，且所用坐标变换较为复杂，使得交流电机矢量控制效果难以达到理想效果。直接转矩控制（Direct Torque Control）技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型高性能交流电机控制技术，由德国学者Depenbrock和日本学者Takahashi在20世纪80年代中期相继提出。直接转矩控制技术采用定子磁场定向，通过检测定子电压和电流，在静止坐标系中计算电机的磁链和转矩，再采用“砰砰”控制（bang-bang control）产生脉冲宽度调制信号，对功率变换单元的功率开关器件进行控制，从而实现磁链和转矩的直接控制。
直接转矩控制技术通过开关表控制功率变换单元输出的电压矢量，实现电机定子磁链和电磁转矩控制。为保持定子磁链幅值恒定，可借助交流电机数学模型，计算定子磁链给定与实际磁链的偏差及定子磁链的具体方向，选取对应的电压矢量，使定子磁链幅值保持恒定。
交流电机的矢量控制技术和直接转矩控制技术是基于电机的动态数学模型设计的，均通过独立控制电机的转速和磁链，使电机转速和磁链实现了近似解耦控制。但两种控制技术的具体控制方案不同，使两者在交流电机控制性能上各有特色。矢量控制技术实现了定子电流转矩分量与励磁分量的解耦，可按线性系统理论设计转速与转子磁链两个调节器，从而使电机获得较宽的调速范围。直接转矩控制技术则对转矩和定子磁链进行“砰砰”控制，响应速度快，对系统参数摄动和外界扰动抑制能力强，但存在较大的转矩和磁链脉动，而且功率变换装置的开关频率不恒定，特别是在低速时，定子电阻上承受了大部分电压，带积分环节的磁链电压模型准确度低，系统控制性能变差，调速范围受到限制。