永磁同步电机具有高效率、小而轻等特点,广泛用于控制精度要求高和可靠性需求高的场合中。同时表贴式永磁电机的气隙磁场因为含有空间谐波,导致气隙磁场不是理想的正弦波,从而产生电磁转矩脉动,引起振动噪声。本课题以提高气隙磁通密度波形正弦度为目标,研究了表贴式永磁电机不同削极方式对气隙磁场的优化效果,为降低永磁电机的振动噪声、优化电机性能提供理论依据。主要研究内容如下:解析推导了空载时电机气隙磁通密度关于转子位置的分布函数。表贴式永磁电机最常用的永磁体形状分为瓦片形和弓形,本文针对这两种形状的永磁体采用不同削极方式时的磁极结构进行几何解析,推出永磁体厚度和气隙长度关于转子位置的表达式,进而推得气隙磁通密度的分布函数。由此通过编程得到气隙磁通密度波形,并用有限元法验证了解析推导的正确性。采用有限元法分别对瓦片形偏心和正弦磁极进行仿真寻优。通过有限元仿真计算得到气隙磁通密度波形,傅里叶分解气隙磁密波形得到基波值和谐波含量。以降低谐波含量、提高气隙磁场波形正弦度为目标进行寻优。寻优思路为:首先确定单个磁极几何参数对气隙磁场的影响规律,进而确定磁极参数组合对气隙磁场的影响规律。最后依据现有样机对仿真结果进行实验验证。通过比较反电势波形以及基波值和谐波含量,确定了实验结果与仿真结果一致,验证了仿真分析的准确性。进一步通过有限元仿真分析弓形磁极参数对气隙磁场的影响规律,并实现弓形磁极的优化。类比瓦片形磁极的仿真分析过程以及寻优步骤,通过评估气隙磁密基波值和谐波含量,确定了弓形偏心和正弦磁极的磁极参数对气隙磁场的影响规律。最终对瓦片形和弓形磁极的寻优结果进行汇总,可以确定弓形和瓦片形的磁极参数对气隙磁场的影响规律基本相同。本文工作为深入研究永磁电机的削极技术奠定了基础。