全电/多电坦克用电机驱动系统工作在高环境温度、高供电电压和高速运行的“三高”工况,这极大地影响了永磁电机及其控制器的输出特性和安全可靠性。因此研究并设计高温、高压、高速永磁电机及其驱动系统,对我国全电/多电坦克具有重要的意义。本文提出了基于两级式拓扑的永磁同步电机损耗最小化控制策略,设计了高速永磁电机本体及控制器,搭建了实验平台并验证了所设计电机控制系统的可行性。首先,对定转子结构,永磁体及定子铁芯材料,电机主要尺寸等参数进行优化设计,并利用有限元仿真软件对电机电磁特性、损耗、温度进行仿真分析。采用多物理场迭代方法,设计了1.5k W/18000rpm高速永磁电机。并结合技术指标验证电磁设计的正确性。其次,研究并提出高温、高压和高速条件下永磁电机损耗最小化控制策略。分析电流时间谐波与电机损耗之间的影响机理,确定永磁电机损耗最小化设计方向。分析SVPWM调制技术下驱动器的电压谐波,得到调制比与THD之间的数值关系曲线,确定了电机损耗最小化下的最优调制比。基于以上分析结果,提出了基于两级式拓扑的永磁同步电机控制策略,并将其与传统单级三相全桥逆变器控制系统进行对比分析。另外,针对高压工况下电机和驱动器电磁噪声大的问题,设计了EMI滤波器,以抑制电机驱动系统的电磁噪声。最后,在Matlab/Simulink中搭建了电机控制系统的仿真模型,对基于两级式拓扑的电机控制系统与传统单级三相全桥逆变器控制系统进行仿真对比。设计并搭建了900V电机控制系统的硬件平台,实验结果表明本文设计的基于两级式拓扑的控制器具备高压下进行高速电机调速的功能,并且体现了前后级联合控制的方式在降低电机启动电流及电机损耗上的优势。电机转轴温升实验结果验证了通过提升调制比降低电机温升策略的有效性。