在家电领域,由于成本和应用便捷性优势,单相感应电机仍占有较大的市场份额,但单相感应电机转子绕组涡流损耗的存在,使得效率一直在低位徘徊。产业升级和环境保护的要求下,效率较高的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)成为单相电机的发展方向。单相异步起动永磁同步电机(Single Phase Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor,简称SPLSPMSM)继承了单相感应电机能自起动的优点,又兼具三相PMSM功率因数和效率较高的优点。本论文对SPLSPMSM进行了研究,主要内容如下:首先,进行电机理论分析。SPLSPMSM定子绕组为非对称结构,使得电枢旋转磁动势存在负序分量。按稳态阶段和起动阶段进行不同处理。稳态运行阶段时,将非对称结构的SPLSPMSM进行等效,转换为对称电机。在电机磁路为线性的假设条件下,SPLSPMSM等效为一台正向运行,定子绕组对称的两相PMSM和一台负向运行,定子绕组对称的两相感应电机;用对称分量法求出的正负序相电流、相电压分别作为正、负序等效电机的相电流、相电压。正序电机分析,采用三相PMSM的分析方法;负序电机分析,采用三相感应电机的分析方法。对于磁路非线性条件下,用冻结磁导率法,即认为SPLSPMSM和等效后的正负序电机的磁路饱和程度在同一时刻完全相同。起动阶段分析时,由于转子绕组与正负序旋转磁动势基波分量均相互作用,产生的转子磁动势分量因磁路不对称均产生正负序旋转磁场,故不再进行电机的正负序等效,而是把电枢正序旋转磁动势分量与转子绕组的相互作用按三相异步起动永磁同步电机的起动阶段分析方法进行分析,电枢负序旋转磁动势分量与转子绕组的相互作用产生的转子磁动势和转矩分量按感应电机进行分析。其次,建立电机有限元模型,采用有限元法分析SPLSPMSM电磁性能受参数变化的影响。采用有限元法对内置式磁路结构的鼠笼式SPLSPMSM按起动和稳态阶段进行分析,改变电枢绕组匝数和匝比、电容、永磁体厚度、负载等参数,观察电机的起动带载能力和稳态效率等性能指标变化情况。再次,分析SPLSPMSM的交直轴电感。本论文参考三相同步电机的电感公式推导过程,采用求解电感矩阵特征值和特征向量的方法推导出正序等效电机的交直轴电感和变换矩阵;采用冻结磁导率法,利用正负序等效电机的磁路饱和程度完全相同的特点,采用正序等效电机的电枢反应电感表示负序等效电机的激磁电感,进而推导出其激磁电抗。根据有限元法仿真得到的相电感,求出交直轴电感。最后,根据内置式磁路结构的鼠笼式SPLSPMSM的不足,提出表贴式磁极和绕线式转子绕组SPLSPMSM。用有限元法对模型性能进行仿真分析。