永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有体积小、效率高、调速范围广、功率密度大等优点,广泛应用于电动汽车、航天飞行器、工业装备等诸多领域。PMSM转子采用永磁体,励磁磁场固定不可调,因此当电机端电压随转速升高到逆变器所能提供的最大电压后,为进一步使PMSM升速,需要进行弱磁控制。然而,PMSM在弱磁区运行时会引入电流谐波,造成转矩波动,影响永磁同步电机系统的弱磁控制性能。因此,抑制PMSM弱磁区的电流谐波至关重要。本文研究了永磁同步电机的数学模型,结合坐标变换等原理介绍了PMSM经典矢量控制,进一步详述了PMSM弱磁控制的基本原理及常用方法,并通过分析逆变器死区效应、逆变器功率管压降、PMSM永磁体磁链谐波等因素的影响,说明了弱磁区电流谐波的产生原因及谐波分布情况。在此基础上,采用不确定性及扰动估计(Uncertainty and Disturbance Estimator,UDE)算法设计电流环控制器,结合具有高增益特性的延时滤波器对电流环6倍频谐波进行抑制。此外,针对永磁同步电机从恒转矩区过渡到弱磁区时可能存在较大波动的问题,设计了一种同时考虑PMSM转速与定子电压值的弱磁切换策略。最后,通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对比传统弱磁控制方法验证了所提弱磁谐波抑制策略的有效性及良好的抗扰性能。以DSP28335为控制器编写算法程序,在一套20k W的内置式永磁同步电机系统实验平台上进行实验验证。仿真及实验结果表明,本文所提基于不确定性及扰动估计的PMSM弱磁谐波抑制策略不仅能够降低弱磁区的电流谐波含量,而且能有效避免电机在恒转矩区与弱磁区切换过程中可能存在的转矩波动,提高PMSM弱磁控制的稳定性。