永磁同步电动机弱磁控制的思想来自他励直流电动机的调磁控制。 当他励直流电动机电枢端电压达到最高电压时， 为使电动机能恒功率运行于更高的转速， 应降低电动机的励磁电流， 以保证电压的平衡。 换句话说， 他励直流电动机可通过降低励磁电流而弱磁增速。 永磁同步电动机的励磁磁动势因由永磁体产生而无法调节， 只有通过调节定子电流， 即增加定子直轴去磁电流分量来达到弱磁增速的目的。
永磁同步电动机的电压方程式在d-q两相旋转坐标系下有如下的表示方法：
式中Ud和Uq分别为d轴和 q 轴的电枢电压分量；id和iq分别为d轴和 q轴的电枢电流分量；Rs为电枢电阻，Ld、Lq为电枢电感；Ψ为每对永磁磁铁的电枢磁链；w为电动机转子角速度。
对永磁式同步电动机系统， 通常可令d轴的电枢电流id为零。 稳态时， 永磁式同步电动机的线电压为
永磁式同步电动机的电枢电流由电压型变频器控制， 其线电压和电流最大值必须小于逆变器直流环节的电压和电流最大值（Um和 Im）， 否则电枢电流难以控制。所以有一个电流极限圆和一个电压极限圆
由上式可以发现， 当电动机电压达到逆变器所能输出的最高电压时。 要想继续升高转速只有靠调节id和iq来实现。 增加电动机直轴去磁电流分量和减小交轴电流分量， 以维持电压平衡关系， 都可得到“弱磁”效果， 前者“弱磁”能力与电动机直轴电感直接相关， 后者与交轴电感相关。由于电动机相电流也有一定极限，增加直轴去磁电流分量而同时保证电枢电流不超过电流极限值， 交轴电流分量就相应减小。因此， 一般是通过增加直轴去磁电流来实现弱磁增速的。
如图 1所示表现出了不同 w值的电压椭圆轨迹 ， 处 于椭圆内的 id，iq值可以满足相应的 w值。 永磁同步电动机的运行范围是受以满足电流极限椭圆和电压极限椭圆为条件限制的，即电机的电流矢量Is（其分量为id，iq） 应处于两曲线共同包围的面积内。 由图中可以看出， 电机转速w（w3>w2>w1>w0）升高，id分量绝对值趋于增大， 相应的iq分量必须减小， 因此， 电机的电磁转矩也随转速升高而下降， 显示出恒功率的特性。
由上述分析可知， 弱磁升速的过程实际上是一个保持线电压不变的情况下， 减低输出转矩的过程。 也就是调整交轴和直轴的电流分量在受限范围内的分配关系。
閱讀更多 助力China純電動之夢 的文章
