说白了就是外面有个旋转的磁场，吸引着里面的一个恒定的磁场转啊转。原理是异性相吸。

  但是呢，通常我们见到的永磁同步电机结构不会这么简单，他们的那个在外面转的磁场通常是这样的：

  外面那些紧紧捆绑在定子铁芯上面的铜线，由于其空间三相对称，再通入三相时间对称的正弦电流，经过一系列碉堡了的磁生电电生磁现象，通过更加碉堡了的数学推导，你会发现居然产生了一个以通电频率为角速度旋转的磁场！

  然后这个旋转着的磁场就吸引着转子上面由永磁体产生的恒定磁场转动，转子是这样子的：

  转子冲片如上图所示，当然永磁体有各种各样稀奇古怪的插法，不一定都是这样的。

  但是永磁同步电机的运行原理就是这样的，定子上面的电枢磁场，吸着转子上面永磁体产生的固定磁场转啊转，这绝逼是最好理解的运行原理。

  永磁同步电机工作原理如下：当永磁同步电机定子部分通入由三相逆变器经脉宽调制的三相交流电后，定子电枢会产生空间磁场，它与永磁体转子相互作用，产生与定子旋转磁场旋向相同的电磁转矩输出。当输出的转矩T超过转子的摩擦转矩以及由于永磁体的阻尼转矩时，电机便开始向外做功，并不断地加速直至同步。

  永磁电机的同步控制原理：永磁电机的同步控制可以看作是对空间磁场的控制，也可以看做定子磁场与转子磁场的匹配问题，如何通过坐标变换实现模拟直流电机的操控方法来来控制。将定子电流矢量分解成励磁电流分量和转矩电流分量，并使两分量互相垂直，如果给定励磁电流分量为0，则根据电工学知识得到转矩与主磁通和转矩电流分量乘积成正比。当通过坐标变换将定子电流矢量分解为励磁电流分量和转矩电流分量，便方便了对永磁同步电机的输出参数的控制。

  电机学这门学科总给人一种云里雾里的感觉，太多的公式，太多的概念，电场、磁场、动力学、热力学多学科交汇在一起，总一点让人摸不着头脑的感觉。笔者作为电机学的门外汉，好几次试图努力啃厚重的电机学教材，设想打下电机学的坚实基础，并从本质上理解电机为什么能旋转，不幸的是，每次都知难而退了。但是，心中想深刻理解电机本质的这颗初心始终没放弃，作为从事电机控制行业的工程师，对控制对象不了解，是怎么也说不通的吧。直到最近看了B站中一位高手的视频讲解后，稍微有了点摸着了头脑的感觉。

  如果我们能从数学公式层面去了解永磁同步电机的运行原理，那就等于找到一把快速了解电机本质的钥匙。这把钥匙就是永磁同步电机模型的四大基础方程（以旋转dq坐标系为参考）：

  这四大方程之间有什么联系呢？这四大方程怎么实现让电机旋转运动呢? 可以从下面这个表格来总结：

  为了更好的理解它们之间的内在联系，下面分别对四大方程的原理作出解释，并从它们两两之间的联系角度来作出分析。

  解释：给电机输入电压u，产生电流i， 电阻上有压降Ri，变化的电场产生磁场, 该磁场同时产生电压{d\psi}/{dt}, 电机旋转起来后同时还有反电动势也就是\omega\psi。

  解释：d轴磁链等于永磁体磁链\psi_{r}加上d轴电流乘以d轴电感得到的磁链；q轴磁链等于q轴电流乘以q轴电感得到的的磁链。

  电场和磁场之间的关系是互相耦合的，电压方程的输出电流i作为了磁链方程的输入，磁链方程的输出磁链ψ同时也作为了电压方程的输入，电流i和磁链ψ是这两个方程连接的纽带。

  解释:新的电压方程可以解释为电压作用到三部分：（1）电阻上压降（2）电感上的压降（3）反电动势；其中反电动势占据了电压的主要部分；当转速较高时，可忽略电阻上的压降Ri；稳态运行时，dq轴电流变化很小，可忽略电感上的压降L *di/dt，那么合成的电压U_{s}就可以写成：

  从这个方程中，也能更加进一步看出：给电机输入电压U_{s}后产生电流i，电流i作为中间媒介，产生磁链ψ，磁链ψ又与角度度\omega耦合出电机反电动势，作为电压方程中的主要成分。

  解释：输入dq轴电流，乘以磁链，产生力矩。如果从感性上理解，当两块磁铁之间如果相互靠近就会力的作用，而在电机端，可以认为通了电的定子线圈产生的定子磁场是其中一块“磁铁”，而转子永磁体产生的磁场是另一块“磁铁”，这两块“磁铁”在定子电流的有效控制下最终使电机按约定的速度和方向旋转。

  磁链方程和转矩方程的联系纽带是电流i和磁链ψ，磁链方程中的这两个参数都作为了转矩方程的输入。

  运动方程中，实际上就是牛顿第二定律的在旋转物体的上的表现形式。T_{e}是电磁转矩，T_{L}是负载转矩，J是转动惯量，\omega_{r}是电机机械角速度,R_{\Omega}是电机的阻尼系数。

  电磁转矩T_{e}和负载转矩T_{L}之间的差值，推动物体产生旋转，旋转的结果以角加速度\frac{d\omega_{r}}{dt}的形式反映出来。电磁转矩T_{e}大于负载转矩T_{L}时，电机处于加速状态；电磁转矩T_{e}小于负载转矩T_{L}时，电机处于减速状态；电磁转矩T_{e}等于负载转矩T_{L}时，电机处于匀速状态。

  J转动惯量的大小对电机的启动过程有一定影响，启动过程存在速度差，那么这一项\frac{d\omega_{r}}{dt}就不为0，需要施加更多的电磁转矩T_{e}才能克服负载转矩T_{L}；一旦电机稳定运行后，\frac{d\omega_{r}}{dt}这一项基本为0，那么转动惯量对电机的影响就很小了。

  转矩方程和运动方程的联系纽带是转矩T，转矩方程的输出T是运动方程的输入。

  运动方程反作用于电压方程，运行方程让电机旋转，其中产生的角速度\omega乘以dq轴的磁链\psi就演变成了反电动势，成为了电压方程需要克服电压的绝大部分，也就是上式中整合的电压方程简化形式：

  至此，四大方程的关系就阐述清楚了，大脑中有没形成一种电到磁，磁到力，力再反作用电，各个物理量之间丝丝相连，环环相扣的关系？建议想从事电机控制的同学，把四大方程的都背下来，有事没事都默写几遍，那么你就有了基础概念，打下了一个从数学层面上分析电机运行问题的基础框架。

  有框架够不够？当然不够，理论需要联系实际，在实践中反复加深对四大方程的理解，理解它们之间的关系，理解数据是怎么流动的，理解各个物理量之间的联系； 如果一时搭不起控制器，电机，测功机，三相功率计，单相功率计等一整套测试设备来观察电机运行过程中各个物理量实时变动情况，也可以在Matlab上做仿真，面对着仿真模型，观察电机运行过程中电压、电流、转速、转矩、磁链等一系列物理量的变化；如果也没有Matlab工具，也可以用Excel这一最基本的工具，把四大方程公式和电机相关的参数都输入进去，这样就可以“观察”出电机运行过程中的状态变量值了。

  笔者在实际在做的工作过程中，也通过这样的Excel表，只要输入电机的电阻、电感、反电动势、极对数等电机参数，就可以很快地了解电机在额定点状态下电压、电流、转速、转矩、磁链等理论值，为电机实际调试指明了很好的方向。

  现将这个Excel设计表在闲鱼上有偿分享出来，在闲鱼APP上搜索同名账号“旋转的世界”就可找到“永磁同步电机四大方程参考Excel表”。拍下后留下邮箱或发送百度网盘链接。

  看了一下大家的回答，都已经把工作原理图文并茂说的很明白了，我再简单归纳总结一下。

  永磁电机的本质是：用永磁铁做转子，然后用电磁铁做定子，通过不断变换电磁铁磁极的位置，吸附永磁体转子转动。楼上有人用手工图把这个原理画的非常清楚了。

  那么再谈谈控制，转子既然是永磁体，那么转子显然没有很好的方法控制了，那么只能控制定制的电磁铁了，定子电磁铁一般是通过三相交变电流实现的（也有两相的，交变电流也分方波，正弦波）。我们拿三相正弦波控制的来说吧，首先解决的第一个问题是初始位置，你必须知道你电磁铁现在对应的永磁铁的磁极位置，最简单的办法是给个初始电流，把他先吸附在一个固定的位置，然后从这一个位置开始控制启动。这里面涉及的问题是电机有可能先倒转一下或正转一下，然后正常按你的控制运行。问题是有的领域是严禁倒转的，这种领域怎么来控制呢？这里提供两个常用的操控方法，一是安装角度反馈，比如电动汽车，有角度反馈，就能知道初始位置了，那么就能根据初始位置做出合理控制了。另一种是通过注入高频电压，检测电流反应，计算出位置。再有一种可能就是电机本来就不是静止的，就是正在转动，这又怎么控制呢？比如风机，上电前可能有风，带着电机一直再转，你又如何从转动的状态中获得控制起始位置开始控制呢？这个也有方法，经过测量反电动势去了解电机的转速和角度，进而选择合适的切入点切入控制，让电机进入你想要的工作状态。

  解决了启动位置的问题就进入实际控制过程了，实际控制一般根据需要分为转矩控制和转速控制，比如电动汽车，你更想控制的是车出的力，那么就用转矩控制。如果是风机，你关心的是风量，风量跟转速精密相关，所以你需要控制的是转速。再往下就是你要选择的控制算法了，比如压频比、矢量、查表、直接转矩法等等。这一些方法一一介绍起来估计就比较无聊了，都是数学公式了，这里就说一些本质，如果是方波，其本质上只有两个变量，就是周期和占空比，那么方波电机控制都相对简单。不要说明复杂的算法。但是正弦波有三个变量，顶点电压，周期，角度。那么本质上不管什么算法，都控制这三个变量就行了。三个变量控制起来就复杂多了，于是能不能有一个变量先不控制呢，最复杂的就是角度，如果不控制角度，实际上的意思就是第一个控制算法，压频比算法。其他方法都需要控制角度。所以除了第一个方法外，其他方法的本质是通过把电机的模型数学化，然后把复杂的数学模型简单化，然后控制电压，频率，角度以达到对电机的整体控制。