永磁同步电动机的气隙磁场由永磁体产生,因此永磁同步电动机具有效率高、功率密度高的优点。内置式永磁同步电动机的永磁体位于转子内部,所以转子磁路具有不对称性,因此而产生的磁阻转矩有利于提高电动机的过载能力和功率密度。内置式永磁同步电动机常用的两种隔磁措施是采用隔磁桥和采用分块铁心。在采用隔磁桥的转子中,隔磁桥部分一般很薄,所以机械强度较低,并且采用隔磁桥的转子的漏磁系数仍然较大。为了限制内置式永磁同步电动机的漏磁并改善转子的机械强度,有些内置式永磁同步电动机的转子采用了分块铁心。目前护套式转子和槽楔式转子是最常见的分块铁心转子,这两种分块铁心转子虽然都能够有效限制漏磁,但是护套式转子对应的等效气隙厚度较大,所以永磁体用量也较大,而槽楔式转子的机械可靠性较低,所以只适用于转速较低的场合。传统内置式永磁同步电动机的另一个缺点是气隙磁密波形基本上是矩形波,谐波含量大,所以不易实现接近正弦波形的反电动势波形,容易使输出转矩波动较大。本文对传统内置式永磁同步电动机转子的特点进行了分析,并在此基础上提出具有优良特性的新型永磁转子以改善内置式永磁同步电动机的性能。该工作主要涉及两种拼接式永磁转子结构,一种是径向永磁转子结构,另一种是切向永磁转子结构,这两种转子结构都采用由硅钢片叠压而成的分块铁心。每种转子结构的分块铁心中设有一些磁障(空气槽),通过合理设计磁障能优化气隙磁场。利用鸽尾槽把高强度非铁磁部件和分块铁心拼接在一起,可以形成一个紧固的整体并能够很好地抵抗旋转引起的离心力,拼接式永磁转子即由此而得名。本文提出的两种拼接式永磁转子不需要隔磁桥,所以它们的漏磁系数要明显小于传统内置式永磁转子的漏磁系数。本文基于所提出的两种拼接式永磁转子结构设计了两种3kW的同步电动机的主要参数。利用等效磁路模型设计了这两种电动机的磁障的初始参数。采用田口法对这两种电动机的磁障参数进行了优化。然后,对每种电动机对应的传统结构、初始结构和优化结构进行了对比分析,对比分析涉及气隙磁密波形、反电动势波形、空载漏磁系数、输出转矩波形以及机械应力。对比分析结果表明,优化结构在气隙磁密波形、反电动势波形、空载漏磁系数和输出转矩波形方面均优于传统结构和初始结构,并且两种拼接式永磁转子各自的初始结构和优化结构的关键部件都满足强度要求,这些部件中的最大应力都小于相应的传统结构关键部件中的最大应力。最后对优化后的两种电动机的温度场进行了分析,得到了在不同空气流速情况下两种电动机各自的稳态温度分布和主要部件最高温度,分析结果为电动机冷却系统的选择提供了依据。