近年来,随着我国在稀土永磁材料领域、电器制造业、交通运输业、电机制造工艺以及航空航天等领域的迅猛发展与进步,给永磁同步电机的设计,制造与应用创造了绝佳的氛围。永磁同步电机凭借其具备尺寸灵巧,高效率,高转矩密度等优点,得到了非常广阔的应用。虽然永磁同步电机的优良性能能满足大多数的生活生产领域,但是在一些特殊场合,比如在伺服系统这种要求高性能与高精度控制场合中需要电机输出平稳的电磁转矩。而转矩脉动会引起永磁同步电机振动和噪声等问题,限制了它在一些特殊场合的应用。因此转矩脉动抑制研究引起了电机设计者越来越多的关注。本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,抑制其转矩脉动为目的,从以下几个方面展开了工作:(1)首先列举了现阶段国内以及国外相关转矩脉动的抑制方法,介绍了永磁电机的基本结构,推导了齿槽转矩与纹波转矩的表达式,详细阐述了转矩脉动产生的机理。(2)以削弱齿槽转矩幅值和降低转矩脉动为目的,结合齿槽转矩表达式,采用一系列的参数和结构优化方法,对电机进行了优化设计,联合Matlab对电机定转子在气隙中磁密谐波进行了分析,已验证优化的有效性。(3)提出了一种新的永磁体形状优化方案,结合有限元软件ANSYS Maxwell的仿真分析,找到了该方案下的最佳永磁体形状,并得到了有限元验证,证明了此方案的有效性。(4)设计了一个双三相移30度的六相容错永磁同步电机,并对其进行了有限元验证,接着对六相容错永磁同步电机在没有任何控制策略的引入下,对正常和故障状态下的输出转矩进行了仿真分析,从降低故障后电机转矩脉动和电机本体结构参数的优化角度出发去对电机永磁体参数进行了优化设计。优化后的电机在正常和故障状态下的转矩脉动都得到了降低。(5)提出了基于不同永磁材料组合在SPMSM削弱齿槽转矩和抑制转矩脉动的方法,该方法是运用组合材料的形式,将价格昂贵,但具有高剩磁,高矫顽力,高磁能积的稀土材料永磁体作为主磁极,将价格低廉,制造工艺简单,低剩磁的铁氧体永磁材料永磁体作为辅助磁极,利用能量法,建立了转子永磁体的气隙磁密分布模型,再结合傅里叶分析法,推导出了,在主磁极的极弧系数为任意值的情况下,改变辅助磁极极弧系数时的齿槽转矩表达式,给出了辅助磁极极弧系数的确定方法,并进行了有限元仿真实验。实验结果表明,本文提出的三种电机优化设计方案在降低齿槽转矩幅值,抑制转矩脉动具有明显的作用。