与传统的电励磁同步电机不同,永磁电机采用稀土永磁体作为励磁源,具有质量轻,功率密度高,结构简单以及转子侧损耗小等优点,因而在工业领域的应用非常广泛,特别是具有凸极效应的永磁同步电机易于进行弱磁扩速,具有更宽的调速范围,在实际生产中的应用更为普遍。常规凸极永磁同步电机由于永磁体内置于电机的转子内部,使得其直轴的磁阻大于交轴磁阻,而直轴电感小于交轴电感,当功角小于90°时磁阻转矩分量为负值,电磁转矩的最大值出现在功角90°~180°之间的位置,因此当电机处于负载或过载工作状态下永磁体就存在着一定的退磁风险。此外,在这种状态下电机的交轴磁路比较容易饱和,从而将会增加定转子部分的铁芯损耗,造成电机整体效率的下降。本文首先分析了永磁同步电机的基本理论,在常规凸极永磁同步电机的基础上,提出了一种新颖的反凸极永磁同步电机;其次应用磁路分析法对一台容量为550W的新型结构电机进行电磁设计,并利用有限元软件Ansoft对常规凸极永磁同步电机和新颖反凸极永磁同步电机进行仿真分析,得到两种电机的气隙磁密,反电动势,交直轴电感特性以及功角特性等。通过对仿真结果分析表明,与常规凸极永磁同步电机相比,新颖反凸极永磁同步电机的气隙磁密和反电动势谐波含量少,波形更接近正弦波;并且新型电机还表现出了反凸极特性:L_d>L_q。再次,从获得的两种电机在空载和额定负载状态下的转速、转矩变化曲线以及各种损耗的结果分析中,可以看出新颖反凸极永磁同步电机稳态时转速波动及转矩脉动都要小于常规凸极永磁同步电机,并且在电机损耗和效率的表现上也更加优越,证明了本文提出的新型结构电机的正确性和优越性。最后,对制作的新型电机的样机进行了一些基本性能的测试,验证了仿真分析的正确性。利用Workbench软件对两种电机进行温度场仿真分析,首先根据电磁场仿真得到的二者在额定负载下的铜耗和铁耗计算出各部分的生热率,然后通过公式计算以及参考其它文献确定各部件材料的导热系数和不同表面的散热系数,最后经过有限元求解获得两种电机额定负载下的稳态温度场分布。由于新颖反凸极永磁同步电机在转子铁芯侧开设了六个半圆形空气槽,方便了电机转子侧的散热,起到了降低电机温度的作用。从仿真结果可以看出新颖反凸极永磁同步电机的整体温升要比常规凸极永磁同步电机降低了6℃至8℃,保护了电机内部的永磁体和定子绕组等重要部件,体现了新型结构电机在散热性能方面的优越性。该论文有图59幅,表10个,参考文献73篇。