永磁同步电机(PMSM)由于具有体积小、高效率、功率密度高以及高转矩输出比等优点,广泛应用于需要高性能的各种场合中。在电机高速运转中,由于电机本体气隙磁场畸变和逆变器非线性特性等原因,使得电机的相电流中含有大量的高次谐波,从而导致电流波形产生严重畸变。这些高次谐波导致了电机损耗的增大,发热增加,同时还会产生转矩脉动,影响电机振动噪声和运行平稳性,所以对永磁同步电机动态特性的研究就显得十分重要。通过电机设计理论可知,可以从两个方面减小电机的转矩波动和振动噪声:一是对电机的本体优化设计,另一个是控制策略方面。但由于在对电机本体优化设计时,需要过多的电机本体参数,使得优化设计达不到理想的效果;而从控制策略方面入手则可以不考虑过多的电机参数,来达到优化的目的。在本课题中运用了基于谐波注入的控制策略思想,实现对PMSM系统转矩脉动的抑制。运用解析法进行坐标变换,根据谐波转矩方程和考虑了谐波的永磁体磁链矩阵,建立旋转坐标系下的电流谐波数学模型。在同步旋转坐标系下加入速度环、谐波电流反馈环和谐波电压补偿环,使实际电流电压分别精确跟踪给定电流电压指令,加快整体控制系统的响应速度和控制精度,并使产生的电磁转矩抵消电机的转矩脉动,完善各阶谐波的谐波状态方程。采用PI控制器对谐波电流电压注入进行控制,实现对5次、7次、11次和13次谐波的提取与控制,从而进一步实现了对转矩谐波的抑制并且减小了其运行状态下的振动噪声。为了考察整个控制系统电机的性能,通过Maxwell、Simplorer和Simulink三者的联合仿真,对电机整体开展进一步的分析和研究。在Maxwell中设计电机参数模型;在Simplorer搭建逆变器环节和各参数感应器,并与Maxwell和Simulink相连,反映出整体控制过程的性能;在Simulink中搭建永磁同步电机的整体控制框图,将三者联合起来,完成永磁同步电机的联合仿真。之后将已经连接好的三者接入到Workbench中,分析整个电机控制系统的振动噪声,观察整个系统的振动噪声。通过反馈与前馈5次、7次、11次和13次谐波注入的永磁同步电机系统,与未加入高次谐波的永磁同步电机系统作对比,可以得出:谐波抑制策略可以使PMSM的转矩脉动和振动噪声得到有效的抑制。