随着电力电子技术和稀土永磁材料的进步与发展,永磁无刷直流电机调速范围宽、转矩输出高、功率密度大的优势越来越显著,因此受到越来越广泛的关注和应用。但永磁无刷直流电机存在的转矩脉动问题限制了其在高精度位置和速度控制场合的应用。其中换相转矩脉动是永磁无刷直流电机产生转矩脉动的主要原因,可占到输出平均转矩的50%左右,其产生原因主要是由于120°的两相导通方式和电机电枢电感的存在导致开通相和关断相电流变化速率不一致,产生换相转矩脉动。所以分析及抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动成为国内外永磁无刷直流电机问题研究的焦点,本文针对永磁无刷直流电机换相转矩脉动问题,研究对其抑制的策略。本文首先分析了永磁无刷直流电机的运行特性和工作原理,建立了永磁无刷直流电机的数学模型和仿真模型,为新的抑制策略提供了理论依据和仿真分析平台;由对永磁无刷直流电机换相转矩脉动产生原因的分析,根据电枢方程推导出了转矩脉动的表达式。由转矩脉动表达式,将电机的运行状态划分为低速区和高速区两种。在低速区,分析了永磁无刷直流电机常用的几种PWM调制方式对于低速转矩脉动的抑制效果,分析发现采用单斩的PWM_ON的调节方式对于换相转矩脉动的抑制效果更为明显;在高速区,分析了重叠换相法抑制换相转矩脉动的原理、对换相转矩脉动的抑制效果及适用转速范围,针对重叠换相延迟时间难以确定的问题,本文提出了改进的控制算法:经过数学推导计算出采用重叠换相法抑制换相转矩脉动所需的时间公式,用泰勒公式将其简化,在计算所得的换相延迟时间中,采用重叠换相法抑制转矩脉动,延迟时间过后自动退出换相过程。本方法解决了重叠换相延迟时间无法确定的问题,并且算法简单,能够方便的嵌入到换向转矩脉动抑制策略中,从而有效抑制了换相过程引起的转矩脉动。为了对提出的理论进行验证采用数字信号处理器DSP和FPGA的永磁无刷直流电机驱动系统设计方案;完成了驱动系统控制器的硬件设计、软件设计。通过抑制前与抑制后的对比实验,验证了该控制方式对抑制换相转矩脉动的有效性。通过本文的分析与研究,不仅为提高永磁无刷直流电机的运行性能奠定了理论基础,也提出了在转矩脉动抑制中存在的问题和难题,为下一步的研究指出了方向。