永磁交流伺服电动机弱磁扩速能力差是阻碍永磁交流伺服电动机向高速发展的根本原因,本文针对永磁交流伺服电动机弱磁扩速能力差的问题,提出解决方法,主要内容有以下几个部分:首先,分析了永磁交流伺服电动机弱磁扩速性能差的原因,并找到其中的根本原因,即直轴磁路上永磁体的存在使直轴电感过小。之后,重点分析不同永磁体的放置方式(不同转子磁路结构)的弱磁扩速性能,在此基础上提出一系列改进的新的转子磁路结构,分析它们的弱磁扩速性能,从分析中得到了一种能够提高永磁交流伺服电动机弱磁扩速性能,并能有较好的气隙磁密波形有利于控制的转子磁路结构。这种转子磁路结构永磁交伺服电动机的直轴电感比传统结构大了30%以上,在直轴电流标么值同为1.1时弱磁扩速所能达到的最高转速提高了24%。然后,分析了交直轴同步电感、空载永磁磁链对电机最大电磁转矩、基本转速、功率因数的影响。减小直轴电感可以增大最大电磁转矩、基本转速、功率因数;增大交轴电感可以增大最大电磁转矩,减小基本转速则对功率因数影响不大。空载永磁磁链与最大电磁转矩为线性增加关系,与基本转速为线性减小关系,与功率因数为V形曲线关系,这些分析为需要弱磁扩速运行的永磁交流伺服电动机的设计提供依据。最后,开发设计了两种转子结构的永磁交流伺服电动机,一种为内置径向结构;另一种为本文提出的内置分段结构,并对两种结构的样机进行了完整的电机试验,内置分段结构电机的温升为96K、效率为88.56%、直轴电感为5.7mH是内置径向结构的1.76倍,验证了本文提出的内置分段结构在满足基本性能要求的前提下,有效地提高了永磁交流伺服电动机的弱磁扩速能力。