水泵作为现代制造业和居民用水的重要供水设备应用非常广泛,我国现用水泵普遍使用感应电机进行拖动。由于感应电机存在能耗高、效率低的不足,导致其在生产和生活供水中消耗了大量电能,因此开发适用于水泵工作特点的新型电机对节约能耗、提高效率具有重大意义。本文以恒压供水泵为应用背景,对同步磁阻电机设计、优化和转子强度展开深入研究,主要工作包括以下几个方面:基于交流电机设计理论,进行同步磁阻电机电磁设计。确定了电机主要尺寸,设计出定子槽型和绕组排布。提出了一种磁障形状不同且宽度渐变的转子结构,并采用田口法优化了该结构,优化后电机效率提高了0.5%,功率因数提高了1.37%,凸极比提升了1.67%。研究了电机磁力线、磁场强度和气隙磁密分布情况,验证了同步磁阻电机电磁设计的合理性。基于同步磁阻电机设计,分析其电磁性能。采用有限元法计算出额定工况下电机绕组损耗。通过分析定子铁芯不同部位处磁密,计算出定子铁耗和铁耗密度。研究了绕组损耗、铁耗随负载转矩和转速的变化规律,并计算出电机效率最高达到92%。为保证电机可靠运行,校核电机转子强度。建立了转子应力分析模型,分析了转速上升过程中转子应力和转子形变量变化趋势,得出了额定转速下转子最大应力小于转子材料最大屈服极限。考虑到转子磁障结构影响转子强度,研究了不同磁障结构参数下转子强度变化,得出了优化后的转子结构满足额定转速下的强度要求。