随着电传动技术在工程机械上的应用发展,永磁同步电机在电传动工程机械上开始普及。由于当下应用广泛的永磁同步电机多用于乘用车和商用车,车辆对电机输出特性的需求与工程机械有着较大的差异。针对这一问题,本文以电传动推土机为研究对象,以优化完善永磁同步电机在电传动推土机上的应用为目的,进行了如下研究:首先,从电传动推土机电驱动系统结构与工作特性分析出发,深入研究其动力学特性并建立了动力学模型,确定整车性能指标需求;在对比分析传统发动机与驱动电机输出特性的基础上,以电传动推土机永磁同步电动机性能参数选择对整车动力性能的影响为切入点,阐述了电机性能参数匹配设计的重要性;建立性能参数匹配约束模型,设计了柴油机与永磁同步发电机的匹配、柴电系统与驱动电机匹配以及驱动电机与外负载的匹配方法。其次,根据所匹配的驱动电机性能参数进行电机定转子结构的初步设计,提出了增大电机转矩密度、提高效率且电机高效区覆盖中低速区域、减少永磁体用量的优化设计目标;研究永磁同步电动机工作原理,建立交直轴下电机稳态数学模型,得到了在输入不变的条件下交直轴电感差值越大,电机输出转矩与效率越高,高效区向中低速区域覆盖越多的结论;理论分析磁障厚度、磁障层数、外层隔磁桥厚度、永磁体间隔磁桥厚度、气隙长度对交直轴电感差值大小影响机理并仿真验证,确定各结构参数最优的取值区间,设计综合优化正交试验进行驱动电机优化设计,得到电机最终结构建立Maxwell2D电机模型并进行特性仿真分析。最后,基于AMEsim建立电传动推土机模型,进行作业工况仿真分析验证永磁同步电机性能参数匹配设计以及驱动电机优化设计结果的优劣。研究结果表明,增大电机交直轴电感差值,能明显改善电传动推土机驱动电机输出特性;在额定工况下对比初步设计驱动电机结构,优化设计后的电机交直轴电感差值增加50.7%,输出转矩提高6.1%,永磁体用量减少25.7%,效率有所提高且向中低速区域扩大,98.6%高效区覆盖区域最低转速为1500r/min;电传动推土机在铲运土工况下驱动电机稳定工作在98.2%到98.6%高效区域内,在回驶工况下仍有进一步优化空间。