与传统感应电机相比,自起动永磁同步电机具有高功率密度、高功率因数、高效率和宽经济运行范围的优点,能够有效地提升电机能效等级,减小电能损耗。在全球能源资源日益紧张的背景下,对自起动永磁同步电机的研究也愈发重要。本文基于二维有限元法和解析法,深入研究了绕组匝数、连接方式、网侧电压不平衡和变频器侧高频谐波电压等因素对自起动永磁同步电机性能的影响。首先,针对自起动永磁同步电机设计过程中绕组匝数和连接方式的设计问题,利用有限元法和相量图法,确定了绕组匝数和连接方式对电枢电流、功率因数、最大转矩、起动转矩和损耗等电机性能的影响规律,并分析了其中的影响机理,为自起动永磁同步电机绕组匝数和连接方式的设计提供了理论基础。其次,针对自起动永磁同步电机供电电压不平衡问题,研究了电压不平衡对自起动永磁同步电机稳态性能和动态性能的影响。探究了电压不平衡对自起动永磁同步电机绕组铜耗,定子铁心损耗和转子涡流损耗的影响规律。结合对称分量法,分析了不同电压不平衡率下正序和负序电压产生的谐波转矩分量,确定了影响自起动永磁同步电机转矩脉动的主要因素。通过对自起动永磁同步电机电枢磁场,永磁体磁场和转子绕组感生磁场之间耦合作用的分析,确定了起动过程中各磁场之间相互作用产生的具有特征频率和大小的脉动转矩和恒定转矩,并得到了不同电压不平衡率下电机起动转矩,最小转矩和临界转动惯量的变化规律。最后,探究了应用于变频驱动场合时,变频器输出电压中高次谐波分量对自起动永磁同步电机性能的影响。基于解析法推导并得出了变频器输出时间谐波和电机内空间谐波磁场的耦合关系,并结合有限元法分析了高频谐波对电机损耗的影响机理,为变频器驱动自起动永磁同步电机的设计提供了参考。