永磁同步電機，最基本的組成結構定子和轉子。定子與異步電機轉子類似，由絕緣銅線繞制而成。轉子包含永磁體，并具備確定的極數，建立電機的主磁場。

與異步電機相比，永磁同步電機的電、磁和力的關系更簡單，經過一定的坐標變換，可以實現電流與力矩的解耦。

1、坐標變換

列舉，永磁同步電機變頻調速用到的相關坐標變換。A-B-C 坐標系，以定子鐵芯的圓心為原點，以定子三相繞組為A、B、C三個方向為軸向，軸與軸之間夾角120°。α-β坐標系，與A-B-C坐標系在同一個平面，共享同一個原點，α軸與A軸重合，β軸與α軸成90°角。d-q坐標系，d軸與轉子永磁鐵磁極N極重合，并跟隨轉子轉動。q軸，與d軸在逆時針方向上成90°角。

2、基頻以下調速

磁場定向控制：磁場定向，即在d-q坐標系下，電機參數中，如勵磁電流，影響力矩的部分，是參數投影到q軸的分量。而投影到d軸上的部分，則不必考慮，即通常所說的id=0方法。此方法下，電機最大輸出轉速的決定因素是控制器最高供電電壓。磁場定向控制策略的局限在于，不能體現勵磁電流影響磁場的部分參數變化，因此不能進行弱磁控制。

3、基頻以上調速

直接轉矩法，出發點是想要通過控制轉矩公式中的參數去直接對轉矩輸出值產生影響。選擇矩角作為控制對象。以內置式轉子永磁同步電機為例，說明具體方法。在電源電壓和定子磁場頻率恒定的情況下，電機實時輸出轉矩，與矩角的正弦值成正比。

可以在離線狀態下，計算每個轉矩角對應的電磁轉矩值，形成一張矢量表，存放在上位機。在電機控制器運行過程中，實時觀測轉矩和轉矩角，并提取表格中的原始值進行比對。發現與表格的值有出入，則調整電源電壓值，進行轉矩修正。直接轉矩法，魯棒性好，算法簡單，并且不需要坐標變換，在早期是應用較多的一種控制方法。但這種方法在低轉速情況下，控制精度急劇下降。因此可以選擇僅在基頻以下使用。

4、最大力矩電流比控制策略

將電流在d-q坐標系下解耦，再分別求取每個分量的轉矩電流最大比，目的是獲得確定勵磁電流下的最大轉矩。

用求取二階導數的方式確定極大值的存在性。在調速區間內，對轉矩電流比求導，二階導數小于0，則轉矩電流比最大值存在。