近年来,永磁同步电机凭借其高功率密度、高效率和宽转速范围等优势广泛应用在电动汽车、飞轮储能和轨道交通等领域,永磁同步电机控制技术的研究成为工业化的重点之一。永磁同步电机是一个非线性、强耦合、变参数的系统,如何快速稳定高效地控制电机实现宽范围调速运行始终受到业界广泛关注,弱磁控制成为升速的重要方法。本文对永磁同步电机单电流调节器弱磁控制进行了进一步的研究,结合时变虚拟电阻法,针对弱磁运行效率低的问题提出了一种永磁同步电机弱磁运行效率提升方法。主要研究内容如下:通过推导永磁同步电机矢量控制下的数学模型,得到了在dq坐标系下定子电压电流的耦合关系,并由耦合关系分析绘制了电流平面下的电流限制、电压限制和电磁转矩曲线,明确了弱磁升速时的电机可运行区域的变化。深入讨论了由耦合关系引发的电流环比例积分控制器的饱和失控问题,揭示了失控的轨迹。针对弱磁升速运行时忽略定子电阻压降的问题,提出了对电压限制椭圆的两个顶点坐标的修正。利用电机d-q轴间的原生耦合关系,引入了单d轴电流调节器弱磁理论,并分析了其策略的内部逻辑和优越性。但是其运行效率较低成为限制其进一步发展的主要原因。本文提出,引入虚拟电阻理论能够提高单电流调节器弱磁运行效率。并揭示了单电流中虚拟电阻理论的实际物理意义。为了进一步减小电阻发热损耗,提高电机运行效率,在虚拟电阻法单电流调节器弱磁控制的基础上,提出了“时变虚拟电阻理论”。该方法能够进一步解决电机在弱磁控制中效率较低的问题,使得永磁同步电机有较高运行效率与较强转矩输出能力。并通过计算机C语言构建4阶龙格库塔求解器进行仿真,对本文提出的时变虚拟电阻法的正确性与有效性进行了验证。搭建了电机对拖实验平台,对上述永磁同步电机弱磁运行效率提升方法进行实验验证,通过恒速缓加载实验测定实际电流运行轨迹。电机实验结果表明本文提出的时变虚拟电阻法能充分利用直流母线电压,减小了弱磁运行时的电流幅值,有效地提高了电机的运行效率。