随着现代经济与工业高速发展,当代的生态环境遇到了越来越多的问题,我们面临着自然资源一直在被消耗和衰竭的危机,能源节约刻不容缓,而节能降耗是目前解决能源问题的最直接有效的重要措施。对于我国电机行业来说,发展高效电机可达到节能的目的。目前在工农业生产中的风机、水泵类等机械需要连续以恒定速度生产运行,常采用几百千瓦和兆瓦级感应电动机来驱动,但是感应电机具有效率和功率因数普遍较低,经济运行范围窄的劣势,在实际应用中会造成电能的大量浪费。作为结合了永磁电机与感应电机结构特点的自起动永磁同步电机,不需要变频调节系统,具有功率因数高、效率高、经济运行范围宽等优势,发展前景良好,但同时高压自起动永磁同步电机也具有起动电流更高、齿槽转矩大等问题。本文根据电机的额定参数与性能要求,设计了一台6kV、1120kW的自起动永磁同步电机,主要工作内容如下:首先,查阅课题的相关国内外文献,对本文课题的背景、意义和研究现状进行阐述,然后基于电机的额定参数与性能要求,完成自起动永磁电机的设计,主要包括:电机主要尺寸的确定、定转子冲片的设计、定子绕组的选择、永磁体尺寸及放置形式的确定。其次,针对永磁同步电机齿槽转矩过大的问题,分析齿槽转矩产生原因并采用解析法得到齿槽转矩的解析表达式。利用有限元分析采用磁性槽楔、定子斜槽和不均匀气隙结构对齿槽转矩的影响,给出可有效削弱齿槽转矩的措施。然后,分析电机的起动过程,并采用田口法研究转子槽数、转子槽高、转子槽宽以及桥拱高度这四个变量对电机起动性能与稳态转矩脉动的影响,通过处理分析仿真数据,得到变量对优化目标的影响比重,进而得到最优的转子槽参数,并通过有限元对电机进行空载与负载仿真分析,验证所设计电机的合理性。最后,建立电机的三维温度场仿真模型,采用强制风冷方式对电机进行降温,计算电机各部件的导热系数、散热系数和生热率。对高压自起动永磁同步电机的稳态温度场进行有限元分析,总结电机各部件的温升规律,电机整体温升在合理范围内。