高速永磁同步电机（High Speed Permanent Magnet Synchronous Machine,HS-PMSM）以其较高的功率密度、较小的体积、较高的效率和快速的动态响应著称,广泛应用于高端机床、医疗领域、航空航天、分布式发电以及能源领域,是目前电机领域研究的热点。本文以高速永磁同步电机本体和高性能驱动统一化模型为研究对象,针对高速电机转子散热困难、电机电流谐波成因复杂、电流谐波抑制困难等问题,分别开展了高速永磁同步电机转子涡流损耗估算方法、定子绕组低频谐波抑制技术、定子绕组开关谐波形成机理及其抑制方法和高速永磁同步电机专用高性能电机驱动系统的研究。高速电机转子涡流损耗计算需要准确的谐波频率分布和幅值大小等信息,因此对电机驱动器产生的谐波及其产生的损耗特征进行分析显得尤为必要。首先,本文详细分析死区作用下空间矢量调制方法产生谐波的机制,针对带死区的空间矢量调制波,采用二重傅里叶分解分析电压谐波的频谱特征;深入分析电流谐波的形成机制,并对电压谐波成分和电流谐波成分间关系进行研究。对高电磁频率下铁芯叠片的涡流效应导致的电机相电感减小的问题进行详细分析,并提出涡流等效系数的概念来衡量相电感随着电磁频率的上升而减小的程度。基于带转子涡流铜屏蔽层的经典高速永磁同步电机结构,建立基于矢量磁位的高速永磁同步电机解析法模型。利用所提出的驱动器电压谐波—高速电机转子涡流损耗统一模型,通过衡量不同类型电流谐波产生的转子涡流损耗特点,为高速电机定子谐波抑制策略的研究提供了依据。由于高频开关下死区等非线性因素所占比例增大,基频带内低次谐波成分有所增加,因此对基波频带内的低频次谐波成分的抑制显得尤为必要。为了抑制基波频带内出现的低频次谐波成分,针对一种基于卡尔曼滤波原理的低次谐波抑制方法展开研究;同时,考虑到变频工况下绕组电气参数的变化,以及基于卡尔曼滤波原理的低次谐波抑制算法对参数变化的弱鲁棒性问题,提出一种使用基于线性神经网络（Adaline NN）算法来改善谐波抑制算法对绕组电气参数变化鲁棒性差的解决方案。通过仿真分析和实验验证证明了所提方法的对绕组参数变化所带来性能下降具有较好的改善,适合用于高速永磁同步电机运行时绕组电参数不断变化的工况。为了抑制高速电机开关谐波成分、降低高速永磁同步电机转子中因开关谐波产生的涡流损耗,使用输出滤波器是一种行之有效的手段。针对定子绕组中电流开关谐波损耗大、难以抑制的特点,提出一种基于LCCR滤波器的电流开关谐波抑制方法。由于LCCR滤波器设计过程中可变参数较多,整体频率特性较难控制,本文提出一种参数化LCCR滤波器的设计方法,通过控制频率传函中的关键特征,实现精确的滤波器频率特性设计。在此基础上,对一种基于优化阻尼型LCCR谐波抑制电流环展开研究,使其可以在接近临界阻尼的状态下利用LCCR滤波器的高频抑制功能抑制电流环中的开关谐波;推导基于奈奎斯特曲线的谐波抑制电流环的稳定性准则,并针对基于根轨迹法的动态响应调整策略展开研究。通过实验和仿真证明了基于LCCR滤波器的电流开关谐波抑制方法兼具良好的谐波抑制效果和高的电流环动态性能。最后,试制基于混合谐波抑制技术的高性能永磁同步电机驱动器,并搭建高性能永磁同步电机系统实验平台。在此基础上,用实验验证LCCR滤波器和新型低频次谐波抑制算法对相绕组电流谐波的抑制作用;用实验探究高运行频率工况下电机绕组电参数的变化规律;对根轨迹法设计高性能电机电流环控制器算法展开研究,并测试高速电机驱动系统的动态性能,验证了所设计的高速电机驱动系统具有低谐波及高动态响应的特点。