永磁同步电机（PMSM）的定子与普通感应电动机基本相同，转子的磁路结构使区别于其他电机的主要因素。按照永磁体在电机转子上的安装位置，永磁同步电机分成凸装式（表面式）、嵌入式和内置式（属于内永磁式）三种。转子磁路结构不同，其控制系统、运行性能、制造工艺和使用场合均有差别。
对于无刷直流电机，其气隙磁场可以为方波，也可以为正弦波或者梯形波，对于采用稀土永磁材料的无刷直流电机，其气隙磁场一般为方波。对于方波气隙磁场，当定子绕组采用集中整距绕组，即每极每相槽数为1时，方波磁场在定子绕组中感应电势为梯形波。方波气隙感应强度在空间的宽度大于120°电角度，使得定子电枢绕组中感应的梯形波反电势平顶宽度大于120°电角度。方波无刷直流电机通常采用方波电流驱动，方波电流应位于梯形波反电势的平顶宽度范围内。
数学模型是研究实际物理对象的重要手段，通过某种途径，建立能够反映研究对象本质规律的数学模型，可对实际对象进行有效的分析和控制，探讨系统参量的变化规律，研究对象控制系统的响应特性。因此，为便于对永磁同步电机进行分析与控制，需要建立简便可行的数学模型。
从同步电机电磁关系可知，同步电机的微分方程是一组变系数微分方程，微分方程的系数是随转子和定子相对位置而变化的时间函数。因此，同步电机属于一种非线性多变量系统，分析和求解这些微分方程十分困难，需要借助于数值计算方法可实现求解。随着Park方程的建立，将同步电机定子坐标系中所有变量等效地由转子坐标系变量来代替，消除了同步电机数学模型中的事变系数，简化了同步电机数学模型，成为研究同步电机的重要手段。人们在对电机进行分析与控制的研究过程中，还陆续提出了集中坐标变换形式，为电机在不同运行条件下简历简单数学模型建立了基础。
现代控制理论建立在被控对象系统的状态方程上，因此，需要利用能够表达永磁同步电机内部特征的物理量作为状态量，借助于永磁同步电机的数学模型建立永磁同步电机的状态方程。 |
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