随着现代电机产业的不断发展以及对无稀土永磁电机的迫切需要,同步磁阻电机(SynRM)具有效率高、结构简单、成本低廉、易于控制等特点,受到了国内外专家学者们的广泛关注。但是,SynRM存在转矩脉动大、平均转矩和功率因数均较低等性能的不足,制约了其在新能源汽车等战略新兴产业的应用。同时,电机复杂的多层磁障转子结构给电机设计优化增添了难度,而且确定性多目标优化没有将参数的不确定性纳入到多目标优化过程中。为此,论文重点开展SynRM转子结构设计、确定性多目标优化、鲁棒性多目标优化研究,旨在全面提升SynRM的性能及其鲁棒性,研究内容兼具理论创新意义和工程应用价值。论文基于3kW、4极SynRM开展低转矩脉动SynRM拓扑结构的相关研究,首先对比不同槽数和磁障层数的电机转矩性能,选用36槽、三层磁障SynRM结构,为提升电机平均转矩和功率因数取消磁障中部磁桥同时降低磁肋厚度。为进一步降低转矩脉动兼顾平均转矩和功率因数,在电机轴向上和径向上分别采用“V”型分段斜极和左右不对称磁障结构。随后利用ANSYS MAXWELL有限元软件建立电机模型分析及验证方案的有效性,最后将线性磁障端部改为扁平磁障端部提升SynRM机械性能并完成机械强度校核。针对SynRM复杂的多层磁障转子结构,同时解决电机在平均转矩、转矩脉动和功率因数方面的不足,开展了确定性多目标优化的研究。在兼顾电机性能的基础上,将每层磁障的部分参数设置为相同值以简化转子结构降低设计变量个数,再由田口法获得设计变量对于目标函数的影响权重,根据该结果选取关键优化变量并将整个优化空间划分成重要、次要、非重要三个子空间,最后按顺序对各个子空间实施基于差分进化算法和帕累托评价的确定性多目标优化。考虑参数不确定性对于电机性能的影响,开展了SynRM的鲁棒性多目标优化的研究。首先通过SynRM转子结构的加工误差以及正态分布来模拟参数不确定性,同时缩小参数范围以免由于不确定性导致优化变量超出取值范围,然后利用拉丁超立方取样,从正态分布中获得样本点,通过统计学公式得到目标性能及其鲁棒性度量指标均值μ和标准差σ,再进行基于序列子空间的确定性多目标优化获得帕累托前沿,根据优化结果设置目标性能范围,从整个种群中选出满足条件的解,最后进行鲁棒性评估并比较,获得最优性能兼具鲁棒性的电机设计方案。