永磁同步電機的弱磁控制方法按照控制的對象不同，可以分為三類：
1) 以電流為控制對象，控制電流為傳統弱磁控制方法，控制方法最多。常用的方法有公式計算法、負id 補償法、查表法、梯度下降法等。
2) 以電壓為控制對象，常用方法有單電流調節器法。
3) 以相角為控制對象，常用方法有電流角度法。
一、 永磁同步電機負id補償法弱磁控制
負id 補償法的的基本思想是，不斷檢測電流調節器輸出的電壓指令，一旦電壓指令超出限幅。負方向增加id，使得電機工作點左移，重新回到電壓橢園環內。圖2為基於d 軸電流補償的弱磁控制框圖，從圖中我們也可以看出該方法實現起來也是相對簡單的，使用的也是傳統的PI調節。
該方法原理簡單，易於實現，對參數依賴性性小。這些優點使得該方法在弱磁深度要求不高的場合得到廣泛應用。但是從原理上我們可以看到該方法主要是對負方向增加id，但是在前述的區域III中，若要實現MTPV曲線運行，我們是要負方向減小id的值的，負id 補償法從原理上就很難實現區域III的弱磁運行。實際上，在深度弱磁時，該方法的穩定性嚴重下降，甚至發生電機失控。
研究結果表明，使用負id 補償法進行弱磁控制時，應當對id 進行準確合理的限幅，並在id 達到其限幅值後對iq 進行弱磁補償，以保證系統的穩定可控。據此提出了一種改進的弱磁控制策略，經實驗驗證，可有效提高永磁同步電機穩定可控運行的轉速範圍。
圖2 基於d 軸電流補償的弱磁控制框圖
二、永磁同步電機查表法弱磁控制
通過查表的弱磁控制方法是根據磁鏈的變化，及磁鏈與轉矩、電流之間的關係，需要通過大量實驗測試選取一些轉速點來測量得到三者之間的數據關係，形成數據表。在電機運行時，電流參考值則通過查表得到，免去實時的電流參考值計算，從而進行恆轉矩和恆功率控制。
在電機運行過程中, 根據轉矩及定子磁鏈的參考值通過實時查表得出電機的交、直軸電流給定值。由於該方法可以根據實際工況要求同時得出交、直軸電流參考值, 可有效地提高系統的快速響應能力，結果表明其基於查表法的弱磁控制策略可獲得較快的動態響應。
採用查表法的控制算法精度較高，運行軌跡易於規劃。但該方法需要大量實驗數據，且是針對某臺特定的電機進行實測，其運行性能優良，但不易進行移植。
圖3 弱磁區域id、iq響應曲線
三、永磁同步電機梯度下降法弱磁控制
梯度下降法是根據永磁同步電機的電壓極限橢圓的電壓遞減方向和恆轉矩運行曲線方向之間的夾角大小確定電機運行所在的弱磁區域，公式(1)用於計算電壓遞減方向與和恆轉矩運行曲線方向之間的夾角。之後根據所在的弱磁區域，作相應的電流參考值修正，從而實現弱磁控制，圖(4)為梯度下降法弱磁控制的算法框圖。
對於電流參考修正值的大小主要由電機輸出的電壓大小與電機限定電壓的差值確定，根據區域的不同，完成電流參考值的修正，實驗結果表明梯度下降法略優於傳統方法，提高了直流母線電壓利用率。
該方法對弱磁控制區域劃分明確，控制精確，可以實現無限速度弱磁。算法可靠、魯棒性好，響應快，避免了使用查表法需要大量實驗數據帶來的不便，可以實現對電機的實時性調節，但是實現程序比較複雜。
圖4 梯度下降法弱磁控制算法框圖
四、永磁同步電機單電流調節器弱磁控制
美國學者提出了一種新穎的單電流調節器控制的弱磁控制方法。該方法去掉了q軸的電流調節器，只保留了d軸電流調節器，圖(5)是單電流調節器控制框圖，從圖中我們可以看到q軸直接給定了一個電壓信號VFWC,該控制方法一旦id和Vq的值確定了，iq便會由電機內部自動調整到一個固定值，且iq的值與id的值線性相關，其關係滿足下式(7)表達式[1]。
單電流調節器控制大大提供了弱磁深度，使得電機最高轉速可達基速的8倍以上。電壓控制具有天然的弱磁能力。電流指令跟蹤由於電流電壓對應關係不固定，造成弱磁時電流無法跟蹤，電機失控。而電壓指令與逆變器輸出電壓直接對應，不會出現失控情況。同時也指出了電壓控制和單電流調節器控制的一些缺點。電壓控制存在動態響應差、轉矩控制能力弱、調節電壓值選取難等缺點。單電流調節器控制相比雙電流環控制有效率降低、轉矩輸出能力下降等問題。
圖5 單電流調節器控制框圖
五、永磁同步電機電流角度法弱磁控制
改變電流矢量相角的方法是利用輸入到電機的電壓參考值和電機的限制電壓Ulim之間的差值經過控制器得到定子電流矢量與q 軸的控制角。在β = 0 時，說明電機運行在恆轉矩區，相當於id = 0 控制系統，當外部電壓差值為負值時，經過控制器環節，得到β ＜ 0，產生d 軸負向分量，使電機進入弱磁控制區域，控制框圖如圖(6)所示。
圖6 電流角度法弱磁控制框圖
六、結論
永磁同步電機弱磁方法眾多，永磁同步電機弱磁控制方法按照控制的對象不同，可以分為以電流控制型、電壓控制型、相角控制型三類。電流控制型算法中，公式計算法易於規劃軌跡，但無參數魯棒性，實用價值很低。負id補償法方法簡單可靠，不依賴參數、魯棒性好，但穩定性隨轉速上升而下降，不能實現三區的弱磁。查表法易於規劃軌跡，可實現轉矩對應，但需要大量的實驗數據，針對某臺特定電機，可移植性差。梯度下降法可實時調節弱磁方向，實現非線性控制，但算法較複雜，有一定參數依賴性。電壓控制型算法中，單電流調節器法的電壓指令與逆變器輸出電壓直接對應，不易出現電機失控情況，易於規劃軌跡，弱磁深度大大提高，電機最高轉速可達基速的8倍以上，但存在動態響應較差、轉矩控制能力弱、調節電壓值選取難等問題。相角控制型算法中，電流角度法不依賴參數，魯棒性好，但不能實現三區的弱磁。相對來說，電壓控制型算法可實現深度弱磁，具有一定發展潛力。
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