永磁同步电机采用永磁体代替励磁绕组进行励磁,无换向器和电刷,具有重量轻,结构简单,损耗小,效率高,可靠性好等特点,非常适合应用于电动汽车,航天航空等环境恶劣的场合。然而实际运行中,在高温或大电流条件下永磁体会发生不可逆退磁,导致空载电势下降,电机性能退化,严重时甚至造成电机的损坏,因此进行永磁体失磁分析,以及永磁体磁链的实时监测对提高电机运行的可靠性具有非常重要的意义。在进行电机本体设计时,永磁同步电机磁场分析尤其是气隙磁场分析是预估电机结构参数,电磁转矩,径向力等的重要前提,因此准确分析气隙磁场是十分必要的。传统的解析计算气隙磁场的方法大多忽略了转子凸极效应和定子开槽效应,准确度不高,本文在传统解析法基础上,考虑定子开槽效应和转子凸极效应,建立了基于傅里叶变换的解析计算气隙磁场的永磁同步电机模型,分别分析了永磁体和绕组电流单独作用时的气隙磁场分布,并在此基础上提出了解析计算失磁的方案,从整体失磁,局部对称失磁到任意位置失磁逐步深入进行分析,将该方案计算结果与有限元计算结果进行了对比,验证了方案的准确性。在进行电机控制系统设计时,由于常用的永磁同步电机模型均为理想模型或离线控制模型,不能准确地模拟电机的实际运行工况,有限元电机充分考虑了电机的饱和特性,高温退磁特性等因素,更接近于实际电机特性,本文在此基础上提出了JMAG-Simulink联合仿真方案,建立了基于矢量控制系统和有限元的永磁同步电机模型,分析了不同温度下永磁同步电机驱动系统的工作特性,并和理想电机控制系统工作特性进行了比较分析,验证了方案的准确性。提出一种基于扩展卡尔曼滤波器的在线磁链监测方法,对永磁同步电机永磁体磁链状况进行动态监测。根据磁链观测器得到的实时磁链值,设计了磁链补偿器,实现了磁链的反馈校正,在一定程度上改善了电机失磁状态时的工作性能,因此更加准确,对模拟电机的实际运行工况具有重要意义。