永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有功率密度高、效率高、结构简单、可靠性高等优点,是无人潜航器推进系统的核心。水下推进电机系统对低频和高频振动噪声均有较高要求,目前的控制方法研究主要集中于高频振动噪声问题的解决。为了实现水下推进电机全频段低振动噪声的目标,本文提出并研究了永磁同步电机的新型锯齿载波方法,具体内容如下:首先,利用基于开关函数的三相逆变桥数学模型,通过推导开关函数表达式,对永磁同步电机锯齿载波方式下的相电流谐波进行解析计算。结果表明,相电流基波两侧有幅值较大的边带谐波电流产生,边带谐波电流会影响永磁同步电机的低频振动特性。其次,使用Matlab/Simulink及ANSYS软件构建永磁同步电机协同仿真模型,验证锯齿载波相电流谐波解析计算的正确性,并对锯齿和三角两种载波方式下永磁同步电机的相电流谐波进行仿真。1100W永磁同步电机仿真结果表明,与三角载波相比,使用锯齿载波可使低频边带谐波幅值减少40.9%、进而可减弱电机的低频振动,但会使开关频率处的高频谐波幅值显著增大、加剧电机的高频振动。再次,针对锯齿载波使电机低频振动减弱、高频减振难度加大的特性,提出一种随机开关频率与随机零矢量相结合的锯齿载波双随机控制方法,利用协同仿真模型验证了所提出方法对高频谐波的分散效果。1100W永磁同步电机仿真结果表明,双随机方法的相电流高频谐波分散效果最好、可进一步抑制锯齿载波方式下电机的高频振动。最后,通过振动加速度实验对锯齿载波双随机控制方法在全频段范围内抑制电机振动的有效性进行实验验证。1100W永磁同步电机实验结果表明,与三角载波相比,使用锯齿载波可使电机低频振动加速度幅值减小60%;与锯齿载波随机开关频率方法相比,双随机方法可使开关频率处高频振动加速度幅值减小50%。