永磁同步电动机(Permanenant Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)具有较好的动态性能,并且这种电机的输出转矩和效率很高,它应用稀土永磁材料代替了传统的绕组励磁的电机,从而大大的节约了成本,因此,在工业和农业等领域得到了广泛的应用。本文对2.2kW的永磁同步电机进行设计与优化。本文首先分析了永磁同步电机的工作原理和数学模型,得到了所设计电机的主要参数,然后应用有限元软件Ansoft/Maxwell搭建了永磁同步电机的模型,分析了电机静态和瞬态场的工作特性,获得了电机磁力线、磁密和电机齿部磁密等波形,为电机设计的合理性提供了仿真依据。在这些研究的基础上,本文提出了采用田口实验方法(Taguchi)对永磁同步电机进行优化,以电机永磁体的厚度、永磁体的宽度及永磁体到转子轴的距离为优化参数,由于所设计电机的转子结构为非圆结构,所以本文引入了不均匀气隙比,对所提的田口法进行了改进,不均匀气隙比也作为优化参数,然后将永磁电机的转矩脉动、齿槽转矩以及电机的效率作为优化目标,确定优化的方案,并用Ansoft/Maxwell软件对永磁电机进行仿真验证。最后通过实验的方式对所设计的电机做出验证。使用有限元软件对电机进行仿真,通过搭建永磁电机的实验平台,对制作的样机进行空载和负载实验,完成永磁电机工作特性参数,实验结果与仿真结果相符,并与国家IE5标准进行了对比,证实了理论上的有效性和可行性。