高速永磁同步电机(High-speed Permanent Magnet Synchronous Motor,HSPMSM)具有转速高、功率密度高和动态响应速度快等显著优点,广泛应用在机床主轴、空气压缩机、真空泵、分布式发电和飞轮储能等领域。本文以高速永磁同步电机驱动控制系统为研究对象,针对电流谐波产生因素复杂、高频损耗含量计算困难、兼顾动态性能时的抑制算法研究困难以及专用驱动控制器设计复杂的问题,分别开展高速永磁同步电机电气参数变化规律、时间/空间电流谐波影响因素及变化规律、电流谐波对高频损耗的影响规律、模型预测电流谐波抑制算法以及专用数字驱动控制器设计的研究。首先,本文利用高速永磁同步电机电磁结构设计准则获得了高速永磁同步电机机电参数的变化规律,并针对机电参数对瞬态电流谐波以及控制系统性能的影响进行分析,获得适用于高速PMSM的系统综合分析判定方法。其次,为实现高速永磁同步电机电流谐波影响因素的精确定量分析,需要对高速PMSM控制系统模型的精确仿真建模技术进行研究。本文提出一种考虑控制系统软件离散化、电流环/速度环分频的精确控制系统仿真模型建模方法,对比分析实际电机模型、理想电机模型分别在PWM逆变器、理想电压源作用下的电流谐波变化、分布情况,揭示高速永磁同步电机空间/时间谐波影响因素对电流频谱分布的影响规律。此外,为获得高速永磁同步电机高频损耗优化抑制准则,需要对高速永磁同步电机高频损耗随谐波电流幅值、频率的变化规律进行研究。本文提出任意次电流谐波作用下的高频损耗有限元计算方法,对不同电流源激励作用下高频损耗变化规律进行分析,获得定子铁心损耗和转子涡流损耗随着谐波电流幅值、频率的变化规律,进而得到不同拓扑结构对于高频损耗的影响变化规律,为专用驱动器拓扑结构以及开关频率选择提供理论依据。再次,为实现高速永磁同步电机电流谐波的全频段综合抑制,本文提出一种基于滑动傅里叶在线电流辨识方法的模型预测电流谐波抑制算法,实现低频主要谐波电流以及开关频率附近谐波电流的共同抑制。采用滑动傅里叶算法对电流谐波的幅值进行在线辨识,设计中点钳位三电平拓扑结构的开关状态、输出电压矢量简化原则,并构建动态控制性能以及电流谐波抑制能力的综合评价权函数,实现了高速PMSM动态性能以及电流谐波抑制的综合优化控制。最后,为实现高速永磁同步电机专用驱动控制器的优化设计,对所提出算法进行实验验证,需要对驱动器控制的计算性能、三电平调制方法以及抗干扰电流采样方法进行针对性设计。首先提出一种重新定义占空比含义的改进三电平调制方法,降低三电平调制对于高性能数字处理系统外围模块的需求;其次,提出一种基于硬件电路积分的电流积分采样方法,消除高速永磁同步电机瞬态电流导致的电流谐波成分对电流采样的影响;最后,采用高运算性能的TMS320C6747作为运算处理核心单元,完成专用驱动控制器的研制和实验平台的搭建。在此基础上,基于传统两电平驱动控制平台和所设计的高速永磁同步电机专用驱动控制器,对电流积分采样方法、高速PMSM电流谐波变化规律、高速永磁同步电机高频损耗随驱动器参数变化规律以及模型预测电流谐波抑制算法进行对比实验验证。