内置式永磁同步电机具有较大的转矩密度和优秀的弱磁扩速能力,在新能源汽车等领域倍受青睐。然而,传统的内置式永磁同步电机也存在着气隙磁密正弦度不佳,磁极在高温下易局部退磁和稀土永磁材料价格较高等不足。针对上述缺点,本文提出了一种基于组合磁极的V型内置式永磁同步电机(Combined-Pole V-shape Interior Permanent-Magnet Synchronous Machine),简称CPV-IPMSM。该电机磁极由两种永磁材料构成,分别是钕铁硼材料和铁氧体材料,根据两种材料磁性能的差异通过改变两者所占比例对电机气隙磁密正弦度进行改善,并利用铁氧体材料的价格优势和较强高温抗退磁能力去弥补钕铁硼材料在成本方面和高温退磁方面的不足。本文的主要工作包括CPV-IPMSM的基本工作原理、初步方案设计、模型建立、磁桥尺寸和磁极尺寸参数优化分析、温度场分析和退磁分析。首先用解析的方法分析了组合磁极电机的基本工作原理,建立了组合磁极等效模型。研究了两种永磁材料所占比例的改变对电机气隙磁密正弦度的影响作用,根据主要技术要求,确定了CPV-IPMSM的初步设计方案,并以此建立了有限元模型。其次,探寻了磁桥参数和磁极参数对CPV-IPMSM电磁性能的影响规律,进行了参数优化。根据影响规律,先对磁桥参数进行优化,然后利用响应面法构造了CPV-IPMSM电磁性能和磁极参数之间的函数关系,并按照技术要求建立了目标函数及相应的温度场、退磁约束条件,经过全局寻优后将优化完成的CPV-IPMSM与传统磁极电机进行性能比较。再次,建立了CPV-IPMSM的温度场有限元模型,对CPV-IPMSM的温度场分布进行了仿真研究。先计算了温度场模型的相应热参数,确定了相应边界条件;然后,对两个工作点下的CPV-IPMSM进行温度场校核与分析,验证电机设计的合理性。并依据结果建立等效热路模型,探寻了温度和磁极参数间的函数关系。最后,对两个工作点下的CPV-IPMSM进行退磁校核,并研究了CPV-IPMSM在不同工作状态下的退磁规律,与传统磁极电机进行了比较。验证了组合磁极在高温下具有更强的抗退磁能力,根据退磁规律,研究了组合磁极不退磁时磁极参数应满足的函数关系。