随着电力电子和永磁材料的发展，永磁同步电动机伺服系统应用越来越广泛。由于永磁同步电动机励磁不可调，并且永磁体位于电机的直轴上，使得直轴电感较小，限制了其弱磁扩速的能力。为提高永磁同步电动机的弱磁扩速能力，需要从电机的结构设计和控制策略两方面着手，从根本上解决弱磁扩速问题。本文在总结分析永磁同步电动机弱磁扩速及控制策略的研究应用现状基础上，从电机的电磁结构出发，并结合弱磁控制系统分析弱磁扩速问题，主要内容包括：首先，分析了影响永磁同步电动机弱磁性能的关键因素是空载永磁磁链和直轴电感，得到提高弱磁能力最有效的方法是增大直轴电感，并可根据直轴电感的大小判断永磁同步电动机的弱磁能力。在此基础上，具体深入分析了永磁材料、永磁体尺寸、气隙长度、定子槽口宽度和电枢绕组对永磁电机弱磁性能的影响，并给出了永磁电机的优化方案。然后针对径向式和切向式两种内置式永磁同步电动机，利用Ansoft软件分析了不同转子磁路结构电机的弱磁性能。有限元分析结果表明径向式永磁电机具有更好的转矩性能，而切向式永磁电机的扩速范围更广。并在考虑磁路饱和情况下计算了电机的空载漏磁系数、空载永磁磁链和交直轴同步电抗。径向结构具有更小的空载漏磁系数和永磁磁链，磁路饱和程度低，电感参数随电流变化程度小于切向结构。由于切向结构即使在弱磁条件下仍具有较高的饱和度，因此，弱磁控制时电机的直轴电感仍会发生变化。最后，基于矢量控制原理，提出了一种新型的弱磁控制方法，在电压坐标系下分析永磁电机的弱磁控制，简化了控制模型，并具有较好的动态响应和弱磁扩速性能。结合两种转子磁路结构的永磁同步电机模型，利用MATLAB/Simulink软件进行了控制系统仿真，表明切向结构具有更高的弱磁扩速能力，与有限元分析结果一致。