永磁同步电动机交流伺服系统作为交流伺服系统的主流,在工业生产自动化领域中应用广泛、前景广阔。永磁同步伺服电动机作为伺服系统的执行机构,其性能的优劣在很大程度上决定了整个伺服系统的性能。因此,精心设计性能优异的永磁同步伺服电动机具有重要的理论意义和应用价值。本课题系统研究了永磁同步伺服电动机的本体设计,包括设计方法、性能计算、有限元分析、参数计算、控制仿真、实验测试等。首先,综述和分析了永磁同步伺服电动机的研究现状、存在问题和发展前景,研究了永磁同步伺服电动机的设计特点和方法。开发了永磁同步伺服电动机的电磁计算程序,结合有限元计算数值的校正,完成对样机的性能计算,计算结果较为准确。接着,深入分析永磁同步伺服电动机的气隙磁场,得到充磁方式、极弧系数、不均匀气隙、永磁体厚度等因素对气隙磁场的影响,绘制了各因素对气隙磁场基波和谐波总量影响的曲线,通过优化设计,得到了明显改善的正弦气隙磁场。并拓展研究总结了不同永磁体形状和尺寸对永磁直流电动机在换向和性能上的影响,取得有实用价值的研究成果。然后,基于Ansoft、MagNet电磁分析软件建立了永磁同步伺服电动机的有限元分析模型,深入研究了电机的反电势波形、稳态运行性能和齿槽转矩,计算了直、交轴同步电抗等重要参数。建立了永磁同步伺服电动机I_d=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并进行了仿真研究。最后,对永磁同步伺服电动机进行了实验测试和分析,包括反电势波形与磁场波形测试、性能曲线测试、直交轴同步电抗的测量。对测试结果与设计结果进行了比较分析,验证了设计方法的正确性。