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永磁同步电机由于效率高、能量密度高、调速范围宽以及维护简单等优点而被广泛应用于新能源汽车、工业交流伺服以及电力船舶、电力飞机等领域。然而,电机空间磁场分布非正弦以及逆变器非线性特征将会产生转矩脉动,进而造成机械振动和高频噪声。针对这一问题,本文从转矩脉动产生机理、谐波电流检测和控制以及转矩脉动抑制策略三个方面展开研究。本文建立了考虑电机磁场空间谐波、时间谐波的永磁同步电机数学模型,推导并分析了各部分转矩脉动产生的机理,得到了转矩脉动与电流、磁链之间的数学关系。利用坐标变换,在谐波同步旋转坐标轴系下,简化了转矩脉动与谐波电流的数学关系,基于简化后的数学关系,提出了通过谐波电流注入抑制转矩脉动的思路,为转矩脉动抑制算法垫定了理论基础。谐波电流注入由于需要控制电机实际谐波电流跟随指定的幅值和相位,而包含两个部分:谐波电流检测和谐波电流控制。本文基于永磁同步电机谐波电流产生的机理,研究了二阶广义积分器和谐波旋转坐标变换这两种谐波电流在线检测的方法。此外,传统的谐波电流控制器中由于存在低通滤波器,其谐波电流响应速度不仅受限,控制器参数不合理时还会造成系统振荡,为此,本文所提出的谐波电流控制器移除了低通滤波器,提升了谐波电流响应速度,并简化了控制器参数设计过程。基于电机机械模型,本文通过提取转速波动信号建立转矩脉动观测器,提升了观测器对电机参数的鲁棒性。以转矩脉动最小和注入谐波电流最小作为目标函数,利用梯度下降法在线寻找最优的谐波电流指令,不仅实现电机转矩脉动、机械振动的极大抑制,同时保证所注入的谐波电流最小,降低由于谐波电流所产生的损耗,提高系统效率。该方法不含有复杂的计算,实现简单,而且梯度下降法并不需要使用电机参数,实用性强,可以用于其他种类的电机的转矩脉动抑制算法中。谐波电流检测、控制以及转矩脉动抑制策略均在仿真和实验中验证了其有效性。此外,转矩脉动抑制策略还被应用于电梯用永磁同步曳引机调速系统中,测试结果证明了所提出方法在工程中的应用价值。