依照永磁体的位置，可以将永磁同步电机分为表面式永磁同步电机(SPMSM)和内置式永磁同步电机(IPSMS)。表面式永磁同步电机属于隐极式，如图2-1(a)所示。这种永磁电机具有较大的空气气隙，d轴与q轴电感、阻抗等参数几乎完全相等。内置式永磁同步电机属于凸极式，如图2-1(b)所示。这种永磁电机气隙较小，电感比较大，且具备特别的凸极效应，它的交轴电感要小于直轴电感。内嵌式永磁同步电机相比于面贴式永磁同步电机，弱磁能力等强，且可以实现更大

的转矩。

（a）                              (b)

图2。1表面式电机和内置式电机

2。2 永磁同步电机控制方案比较

同步电机以其转速和电源频率保持同步而命名，永磁同步电机亦同。由于永磁同步电机稳态运行时不存在转差，因而只能通过改变主磁场速度来进行调速，改变定子频率调速，即变频调速，可以实现无级调速。

永磁同步电机变频调速方法可分为它控变频和自控变频两种形式。用独立的变压变频装置给同步电机供电的称为它控变频调速系统，根据转子位置直接控制变压变频装置的输出频率称为自控变频调速系统。自控变频调速系统沿革保证电源频率和转速的同步，解决了失步的问题，但系统的结构较复杂。

2。2。1 永磁同步电机矢量控制系统

矢量控制系统为众所周知的一种高效率的电机调控策略。这种控制方法被在1971年被提出以后，首先被用来控制感应电机，后来才被人们在同步电机上实现。其实，矢量控制在永磁同步电机上应用有更好的效果。这是由于永磁同步电机矢量控制的时候，不会产生在感应电机里普遍存在的转，而且其调速性能也不易被电机本身参数影响，因此矢量控制这种调速方案被广泛应用在永磁同步电机调速之中。

矢量控制理论的基本思想：我们都知道直流电动机控制能力十分强，那是因为在直流电机中，其励磁与转矩对应的电流均可以单独进行调节，故性能较好。矢量控制的核心思想就是分解定子电流进行类似的控制，其中坐标变换是关键所在，通过坐标系的变换，将电流进行变换，进而得到能够独立控制磁链和转矩。并且矢量控制系统的调速范围很广，动态性能也好。

在矢量控制中，三相绕组能够通过坐标转换，能够调整为正交的两相绕组形式，且转换前后磁动势的总量不会发生改变。这里所说的独立指的是两相绕组之间没有约束条件，可以分别独立进行控制。具体过程为对异步电机的三相静止模型，通过对应矩阵进行3s/2s坐标转换,使电流变为两相静止的,然后把变换过来的，使用对应矩阵进行2s/2r坐标转换，变成两相旋转的，。其中表示励磁电流,表示电枢电流。上述过程实现了解耦，与能够进行独立控制，没有相互作用。因此能够借鉴直流电机的控制思路，基于坐标的变化与逆变换，构建异步电机控制系统。

2。2。2 永磁同步电机直接转矩控制系统

直接转矩控制，是除了矢量控制以外的类型高效率的交流电动机的调控策略。直接转矩控制的控制简单明了，直接针对电动机转矩，能够很快的给出响应。无需像矢量控制系统一样进行大量冗杂的计算，实际能够达到的性能与理论分析结果基本相同。

直接转矩控制系统将电机和逆变器结合起来，这样，只需要调控定子磁链的方向和幅值就可以达到调节电磁转矩的目的。永磁同步电动机的电磁转矩是根据转子和定子磁通量的向量积得到的。由于转子是永久磁铁，磁链振幅保持不变。更改定子磁通量角度就可以完成对转矩效应的最佳控制。