众所周知，交流同步电动机具有良好的运行性能，但其启动性能差；交流感应电动机具有结构简单、运行可靠的特点，但其调节性能差；直流电动机因其具有良好的调节性能和启动性能而被产业界广泛地应用。但是，对于有刷直流电动机而言，由于存在电刷／换向器的机械接触机构，导致造价高，并产生了换向火花、电磁干扰、寿命短和可靠性等问题，从而又限止了它的使用范围。
　　长期以来，人们希望能够在保持有刷直流电动机的良好调节性能和启动性能的前提下，消除其不足之处。20世纪五六十年代，微电子器件和电力电子器件方面的进步和成果为实现这种理想创造了必要的条件。经过较长时间的摸索，人们终于用电子换向代替了机械换向；把原先处于电动机内部的旋转电枢转变成处于外部的静止电枢；把原先处于电动机外部的静止磁场转变成处于内部的旋转磁场，从而使有刷直流电动机转变成了无刷直流永磁电动机(BLDcM)。
　　无刷直流永磁电动机(BLDcM)是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。宏观而言，无刷直流永磁电动机和有刷直流电动机基本上具有相同的运行机理：施加在电动机上的电压都是恒定不变的直流电压，输入电动机的电流都是直流电流，作用在电枢线圈(又可称元件)上的电压极性和通过电枢线圈的电流方向都是交变的，电枢线圈内的感应电动势的波形基本上是相似的，方向都是交变的。因此，我们对两者持有的设计思路和设计方法基本上是一致的，只是某些具体的计算公式略有不同。
　　无刷直流永磁电动机(BLDcM)和有刷直流电动机虽然具有相同的运行机理，但在运行性能方面存在着一定的差异：有刷直流电动机电枢绕组的元件数和换向器的换向片数多于无刷直流电动机电枢绕组的相数；在运行过程中，有刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场始终处于正交状态，而无刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场在某一角度位置范围内变动，正交状态仅只是其中的一个瞬时位置。因此，在其他条件相同的情况下，在运行过程中，无刷直流电动机的力矩脉动要大于有刷直流电动机的力矩脉动；无刷直流电动机的电磁力矩要小于有刷直流电动机的电磁力矩。
　　交流永磁同步电动机内部存在着两个磁场：一个是电枢磁场，另一个是由转子永磁体产生的磁极磁场。当三相电枢绕组内通入三相电流时，便在定子内腔的气隙内产生一个旋转的电枢磁场。电枢磁场的旋转速度nc(r／min)取决于电动机的磁极数2p和通入电流的频率，(Hz)，它们之间有如下的关系式：f=pnc/60
　　当定子电枢磁场以速度nc朝某一方向旋转时，转子磁极磁场在一定条件下就跟着以速度n旋转。我们把转速nc称为同步速度，把转子磁极磁场的转速n=％时的运行状态称为同步运行状态。所谓“同步”就是转子磁极磁场的旋转转速与定子电枢磁场的旋转速度同步,亦即是电动机的旋转速度与供电电压的频率同步。如果交流电网通过整流器／逆变器环节给交流永磁同步电动机供电，同时在交流永磁同步电流机的转轴上安装一个　　能够检测出转子磁极位置的传感器，利用其输出信号来控制给电动机三相电枢绕组供电的逆变器的输出电压的频率，当电动机的转速变化时，逆变器的输出电压的频率也跟着变化。这意味着：在此情况下，电动机的供电电压的频率与转子的旋转速度实现了“同步”。可以把这种“同步”称为自控式同步或自同步，把这种类型的交流永磁同步电动机称为自控式永磁同步电动机或自同步永磁同步电动机(PMSM)。
　　1972年德国工程师针对交流电动机运行特性的调节和控制，提出了坐标变换和磁场取向控制(或称矢量控制)的方法，从而为提高交流电动机的调控性能和拓展应用范围创造了新天地。就交流无刷永磁同步电动机面言，矢量控制的本质是：把定子a、6、c静止坐标系中的电枢电流向量i(或磁势向量E和磁通向量φ)，通过坐标变换的方法，将其转换到以转子磁极为参考的d、q旋转坐标系中的两个分量isd和ISD变换后的定子电枢电流的两个分量相对转子磁极磁场是静止不动的，它们之间没有相对运动。变换后的定子电枢电流的直轴分量is对转子磁极磁场起到增磁或去磁的作用；变换后的定子电枢电流的交轴分量，和转子磁极磁场相互作用产生旋转电磁力矩。因此，可以把isd称为磁场分量，而把isd称为力矩分量。这时，实际上已经把原本静止坐标系中的交流永磁同步电动机转变成了旋转坐标系中的“直流永磁电动机”。我们只需根据系统对isd和isq的大小需求，采用正弦脉宽调制(SPWM)技术或空间矢量脉宽调制(svPWM)技术来调节定子电枢电流向量i幅值和相位，就可以达到调控自控式永磁同步电动机的力矩和转速的目的。
　　一般交流永磁同步电动机是在微电子器件、电力电子器件、变流技术、计算技术和现代控制技术的支持下，实现无刷自同步，即把一般交流永磁同步电动机转变成为自控式永磁同步电动机，获得与传统直流电动机一样良好的调节和启动性能；但是，电动机本体内部的电磁关系和运行机理基本上没有变化。因此，一般交流永磁同步电动机的设计理念和计算方法基本上适用于自控式永磁同步电动机，只是设计人员必须根据不同的技术要求，采取不同的实施策略和方案。
　　自控式永磁同步电动机(PMSM)与无刷直流永磁电动机(BLDcM)，就电动机本体而言，基本上具有一样的结构：三相电枢绕组设置在定子上，永磁体磁极设置在转子上。在一般情况下，我们把采用非桥式逆变电路或120°导通型的三相半桥逆变电路作为驱动电源，给电动机提供矩形波直流驱动电压；一般情况下，电动机运行时，三相电枢绕组中一相一相轮流接通或两相两相轮流接通，在工作气隙内产生“跳跃式”旋转磁场的永磁电动机称为无刷直流永磁电动机，简称无刷直流电动机。
　　在无刷直流永磁电动机中，希望能够获得近似于梯形波的气隙磁场，以便减小电动机运行时出现的力矩脉动；把采用180。导通型的三相半桥逆变电路作为驱动电源，借助正弦调制和空间矢量调制技术，给电动机提供脉宽调制的交流驱动电压；电动机运行时，三相电枢绕组同时接通，在电枢绕组内流过接近正弦波的交流电流，在工作气隙内产生“连续式”旋转磁场的永磁电动机称为自控式永磁同步电动机。在自控式永磁同步电动机中，希望能够获得近似于正弦波的气隙磁场，以便减小电动机运行时出现的力矩脉动。
　　目前，各种类型的永磁电动机在国民经济的各个领域，例如在家用电器、情报信息机械、汽车工业、造纸工业、纺织工业、精密机床工业和军事工业等制造领域内得到了
广泛的应用，并正处于大力发展的阶段。本书将着重分析和深入研讨无刷直流永磁电动
机和自控式永磁同步电动机的基本理论、设计方法和它们的选用，希望对在此领域内从
事设计、制造和应用的工程技术人员有所帮助，并从中有所受益。