在目前稀土材料价格持续走高和供应不断缩紧的市场形势下，永磁同步磁阻电机凭借其无稀土消耗、低成本、体积小、高转矩密度、高效率、宽调速范围以及高温运行下的高可靠性等优点，受到了国内外研究学者的广泛关注，并具有较好的应用前景。然而，永磁同步磁阻电机固有功率因数低、转矩脉动与振动噪声较大、其复杂的转子结构亦带来了电机参数化困难、待优化结构参数众多和设计优化耗时较长等问题，制约了此类电机在工业领域上的进一步推广与应用。因此，本文针对永磁同步磁阻电机综合性能优化设计问题，对电机基础理论、转子磁障设计、模型快速参数化与电机自动化设计优化等方面进行了深入研究。
　　首先，本文对永磁同步磁阻电机结构特性、数学模型以及运行原理进行了全面分析，为后续电机的设计优化研究奠定了理论基础。随后，针对转子磁障槽型设计，通过分析实心转子磁场分布特性并结合流体力学相关理论，总结得到转子磁障设计依据：为最大化转子d-q轴磁路各向异性以提升电机转矩密度，应合理设计转子磁障使其边线与转子q轴磁力线重合或平行，使磁障能最大限度阻断转子d轴磁通。最后，引入翼势函数曲线实现对任意极对数下转子q轴磁力线分布的模拟，并基于此曲线提出了一种新颖的流线型磁障槽型，其磁障边线与转子q轴磁力线平行，具有最大化转子凸极性的潜能。
　　针对永磁同步磁阻电机综合性能优化的难题，首先，本文提出了一种通用的永磁同步磁阻电机转子快速参数化方法，且以C型、U型与流线型磁障转子为例，详细阐明了该参数化方法的具体实施步骤。此外，对比这三种磁障转子的参数化模型间的差异并发现流线型磁障转子参数化模型最为简洁，参数自由度最少。随后，深入研究多目标遗传算法相关理论，详细论述其算法原理、算法优势与具体实现方法。研究结果表明遗传算法具备卓越的全局寻优能力、算法稳定性强、收敛速度快、计算复杂度低等诸多优点，非常适用于处理永磁同步磁阻电机的优化问题。最后，基于上述研究结论，结合开源的Matlab有限元仿真工具箱FEMM，开发了永磁同步磁阻电机自动化设计优化平台。相较于传统的商业有限元软件，此设计平台内嵌多种永磁同步磁阻电机定转子结构，在此类电机设计上具备较大通用性；此外，平台内嵌各种功能性程序脚本，仅需读取用户输入的相关电机设计参数与指令，即可自动化执行电机的电磁性能分析与结果提取操作；再者，平台内嵌基于m语言编译的多目标遗传算法脚本，与FEMM工具箱自然衔接，且凭借算法的性能优势，可高效、快速地实现永磁同步磁阻电机综合性能的优化设计。
　　基于所提出的设计优化平台，完成了一台空压机用22kW流线型永磁同步磁阻电机的设计优化工作。首先，依据电机指标需求，论述目标电机在转子磁障槽型、槽极配合与电机材料等方面的选取依据。随后，基于转子“虚槽”原理，完成并分析讨论了不同槽极配合与转子磁障组合下的多种电机候选方案设计。研究结果表明，在目标电机几何尺寸限制下，36槽4极的四层流线型磁障电机模型具备最高的转子设计灵活度、转子凸极性、转矩密度与功率因数，并被确定为初始设计方案。此后，基于设计优化平台的优化模块，以电机转矩脉动和平均转矩为优化目标，采取限定优化目标阈值、设置电流相位角为优化变量、指定特殊初始种群个体等优化技巧，快速高效地实现了初始电机模型的优化设计。最后，比较分析了最终电机模型与初始电机模型的结构与电磁性能特点，并论证了电机转子的结构可靠性。