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对于绕组位于定子，永磁体置于转子上的SPMSM，其三相绕组及其磁场轴线之间的关系如图2-2所示。
在ABC三相静止坐标系下，假设通过线圈的三相电流对称且幅值相同，则SPMSM的电压方程可表示为
图2-2 SPMSM三相绕组及其磁场轴线关系
式中， u A 、 u B 、 u C 为定子绕组两端的相电压（V）； i A 、 i B 、 i C 为定子绕组通过的相电流（A）； ψ A 、 ψ B 、 ψ C 为定子绕组通过电流时与转子永磁体产生的共磁链，即三相绕组磁链（Wb）。
由于电机为星形联结，其三相电流相位互差120°且三相电流和为零，因此磁链方程可表达为
式中， L AA 、 L BB 、 L CC 为定子三相绕组电感（H）； M xy （ x =A、B、C； y =A、B、C；并且 x ≠ y ）为ABC三相中 x 相绕组与 y 相绕组之间的互感（H）； ψ f 代表永磁体磁链（Wb）； θ 为转子位置角（°）。
SPMSM的机械运动方程为
式中， T e 为电磁转矩（N·m）； T L 为负载转矩（N·m）； J 为转动惯量（kg·m 2 ）； p 为磁极对数； ω 为电机转子角速度（rad/s）； B 为黏滞摩擦系数。