如今永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)已得到广泛的应用,在诸多领域都扮演着十分重要的角色。这主要得益于永磁同步电机的多个显著优点,包括转矩密度高、高效率、出色的动力性能以及重量体积小等。然而,虽然永磁同步电机拥有许多优点,但在对于转矩要求苛刻的高性能应用场合,如电机转向系统、伺服电机、速度和位置控制系统等仍存在诸多挑战。上述这些应用场合都需要高质量的转矩输出特性,即较高的平均转矩和较低的转矩脉动。本文主要是从电机本体设计方向出发,寻求转矩脉动和齿槽转矩之间存在的关系及影响,并对内嵌式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的齿槽转矩进行优化设计,进而达到降低转矩脉动的目的。基于以上的研究思路,本论文的主要内容分为以下内容:1.通过解析法研究了内嵌式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动的产生机理以及分析方法,为齿槽转矩和转矩脉动的优化提供理论依据。2.结合理论知识对齿槽转矩和转矩脉动的优化方案利用仿真软件进行验证实验,得到一套内嵌式永磁同步电机的齿槽转矩和转矩脉动在本体设计方向的优化方案。3.研究了齿槽转矩和转矩脉动之间的关系,发现转矩脉动影响因素中存在齿槽转矩部分。提出齿槽转矩大小并非只与电机结构有关,也受注入电机定子绕组的电流大小有关的观点。以理论和仿真实验相结合的方式,证实了带载情况的齿槽转矩会产生幅值变化,进而影响转矩脉动大小。4.利用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对优化后的内嵌式“一”型永磁同步电机模型进行搭建,并对其进行一系列后处理仿真,测试其基本性能。部分实验结合Matlab进行数据分析,最终得到转矩性能良好的内嵌式永磁同步电机模型。5.在电机控制平台上进行测试,对本文搭建的24-16内嵌式永磁同步电机实物样机进行空载和带载试验,得到实际运行时的转矩波形,结合模型仿真结果进行对比并分析成因。