异步起动永磁同步电动机具有较高的功率因数和效率,因此在很多场合中用来代替三相异步电机。但是,由于其自身结构的原因,起动电流过大限制了其工业应用范围。为了降低其起动电流,本文将谐波起动理论应用到异步起动永磁同步电动机上,并配合匝数不同的两路线圈并绕的新型转子结构,提出一种新型谐波起动永磁同步电动机。本文从新型谐波起动永磁同步电动机的工作原理开始,全面介绍了其电磁设计过程,重点分析了定子绕组和转子绕组的设计过程及其谐波磁动势含量,并通过模型仿真和样机实验验证了所提起动理论的优越性。主要包括以下几个部分。首先,本文探讨了异步起动永磁同步电动机的国内外研究现状,从其起动过程、参数计算和提高起动能力研究的三个方面进行着手,总结各种起动方式的优劣,针对现存的异步起动永磁同步电动机起动电流过大的问题,将谐波起动理论应用到异步起动永磁同步电动机上,提出一种新型谐波起动永磁同步电动机以降低其起动电流。其次,阐述了新型谐波起动永磁同步电动机的工作原理,介绍了其定子和转子结构。分析了大小双星型定子绕组连接方式产生的基波磁场和主、副谐波磁场对新型线圈转子绕组的影响。同时,从单个线圈层面对新型线圈转子绕组进行详细的分析,表明了新型线圈理论的正确性。然后,介绍了新型谐波起动永磁同步电动机的电磁设计过程,具体包括定转子槽数的选择、槽尺寸的确定、定转子绕组的设计、永磁体尺寸的设计、气隙长度的选择;重点分析了定子绕组和转子绕组的设计过程,给出了定子绕组的多种设计方案,通过比较其谐波含量确定了最佳连接方式。同时,分析了定子绕组和转子绕组的磁动势,并通过矢量合成图进行验证。之后,建立了新型谐波起动永磁同步电动机有限元仿真模型,对其谐波磁动势含量、空载反电动势、发电制动转矩、堵转电流和转矩、空载起动性能以及带负载时的线电流进行仿真分析,并与异步起动永磁同步电动机仿真结果进行对比,从仿真层面说明了新型谐波起动永磁同步电动机在起动方面具有明显的优势。最后,为了验证所提谐波起动理论的正确性,研制了一台新型谐波起动永磁同步电动机样机,通过搭建样机实验平台,对其进行堵转实验、空载反电动势实验、空载起动实验、样机稳态运行时突加负载实验以及定子绕组切换实验。实验数据和仿真结果的基本一致性,说明了样机在保证良好起动转矩的情况,降低了起动电流,验证了本文所提理论的可行性。