永磁同步电机(PMSM)因具有高转矩密度,高功率因数,高效率等优点而被广泛应用于各种领域。虽然稀土永磁材料性能优良,但是价格浮动较大。这使得永磁辅助式同步磁阻电机(permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor)成为近些年的研究热点。本文将其简称为PMA-synRM。传统PMA-synRM的电磁转矩由永磁转矩和磁阻转矩组成,二者随电流相位角按正弦规律变化,但周期不同,且各自峰值所对应的电流相位角也不同。若能够使二者峰值相互靠近,则可以提升电磁转矩。为了实现对磁阻转矩与永磁转矩相位关系的控制,本文展开如下工作:(1)通过引入永磁磁链的交直轴分量,建立了非对称转子PMA-synRM在d-q坐标系下的数学模型,给出了电压方程,电流方程,转矩方程,磁链方程;(2)基于d-q坐标系下的数学模型,本文首先设计了一台8极非对称转子PMA-synRM,并进行有限元分析,分析结果显示,这台8极非对称转子PMA-synRM实现了对磁阻转矩与永磁转矩叠加关系的改变,从而验证了学模型的正确性;(3)考虑到上述电机存在着转子方永磁体空间受到严重限制,而且供电频率较高。为此,本文有针对性地设计了一台4极结构的非对称转子PMA-synRM电机。并提出了一种“分散化Halbach阵列”的非对称转子PMA-synRM的新型电机。该电机改变了磁阻转矩与永磁转矩的叠加关系,实现了永磁体的安放位置不占据交轴磁路,使得永磁体应用空间得到明显改善。有限元分析结果表明这台“分散化Halbach阵列”的4极非对称转子PMA-synRM相比于传统PMA-synRM在电磁转矩和效率上具有一定的提升。