永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)相对于传统感应电机具有转矩密度高,功率因数高,在宽运行范围内保持高效率等诸多优点,目前已在各行各业得到广泛应用,但由于永磁体的存在使得PMSM的转矩脉动较传统电励磁电机大一些,而转矩脉动的存在会影响电机系统运行的稳定性,并引起振动噪声。本文针对PMSM转矩脉动较大的问题,研究了产生转矩脉动的原因并提出了若干经济有效的抑制方法,开展的工作主要分为以下几个方面:1、较为全面地说明了本课题的背景意义,介绍了永磁电机国内外产业化的发展现状及国内目前存在的差距。从引起转矩脉动的两个因素——齿槽转矩和纹波转矩出发,阐述了国内外学者提出的抑制转矩脉动的方法,分析了各个方法的优缺点及适用范围。2、利用解析方法分析了转矩脉动的产生机理,首先借助PMSM的电压数学模型及转矩方程推导了纹波转矩的产生原因及影响因素,为相关抑制方法提供理论依据。然后,采用能量法分析齿槽转矩的解析表达式,通过所得解析式分析可采用的抑制齿槽转矩的方法。3、基于理论分析,提出采用轴向永磁体组合的方法削弱表贴式PMSM的齿槽转矩,采用解析方法证明此方法的有效性,并利用推导出的公式计算组合永磁体的具体尺寸,借助有限元软件验证推导的正确性,并通过仿真对比得出最优组合。将最优组合与原电机方案对比,包括基波磁密幅值和永磁体用量,可证明此方法的经济性和有效性。此外,分析采用优化方法后电机相关性能的变化情况,包括反电势谐波含量与电机的各项损耗。4、研究了在表插式PMSM永磁体磁极间铁心表面开辅助槽后电机转矩脉动的变化情况,采用磁势乘磁导的方法分析开辅助槽前后电机气隙磁场的变化情况。结合第二章理论推导对电机输出转矩进行分析,采用傅里叶分解法对比开辅助槽前后电机反电势各次谐波幅值变化及其对纹波转矩产生的影响。开辅助槽同时会对电机磁导产生影响,从而使得交、直轴电感发生改变,这会对电机的弱磁性能产生影响,文章对开辅助槽后电机的弱磁性能进行了研究。本文对转矩脉动的产生机理及抑制方法进行了比较系统的研究,基于理论分析提出了抑制转矩脉动的方法,通过有限元软件分析各方法的有效性和引起的相关性能变化,所采用方法均较为简单实用,能够为PMSM优化设计及转矩脉动抑制提供参考。