永磁同步电机由于其功率密度高、体积小、效率高等优点被广泛应用于电动汽车等电传动系统中。这些应用场景通常要求永磁同步电机需要具有低速大扭矩或宽速域范围内恒功率运行等特性,但由于直流母线电压的限制,永磁电机达到基速后需要采用弱磁控制进一步提高转速。因此,为进一步提高电机的扩速范围,本文重点针对提高电压利用率的调制算法及对应的弱磁控制策略进行了研究。主要工作有以下几个方面:首先,基于永磁同步电机的数学模型对弱磁控制的原理进行了分析,推导了不同参数下最优电流矢量轨迹的参数方程与理论上可达到的转速最大值。从电压利用率、开关损耗等方面出发,对比并分析了SVPWM调制与六步电压法调制的性能与适用的工况。其次,分别针对SVPWM与六步电压法调制设计了合适的弱磁控制策略,从转矩波动、动态性能、算法原理等方面出发,对所提出的弱磁控制算法进行了详细的理论分析与仿真对比。在此基础上,研究了不同弱磁控制策略在SVPWM与六步电压法结合的混合调制算法下的性能;并针对调制算法切换瞬间出现转矩波动的问题进行了理论分析,最终确定了适用于混合调制算法的弱磁控制策略。再次,针对调制算法切换点转矩波动的问题,提出了采用过调制进行过渡的切换策略,通过傅立叶分析理论推导了所提出的过调制算法输出的电压矢量幅值范围,从算法复杂度、输出电压矢量线性度等方面对过调制算法进行了分析,确定了适合的过调制算法;并研究对比了不同载波比下SVPWM调制与六步电压法调制的电流谐波含量,确定了基于载波比调制算法的切换策略,通过仿真验证了结果的正确性。最后,搭建了永磁同步电机弱磁控制实验平台,实验分别研究了不同弱磁控制算法在SVPWM调制、基于直接切换策略的混合调制、基于过调制过渡策略的混合调制下的输出特性,对本文所提出的理论进行了实验验证。