数控机床直接驱动数控转台解决了以往间接传动引起的弹性变形、摩擦和存在反向间隙等问题,可以提高系统的动态性能。与此同时,高性能直接驱动数控转台对旋转进给永磁力矩电机也提出了更高的要求：一是电动机必须有足够的转矩输出能力,能够满足机床低速重切削和快速响应的要求；二是转矩波动要小,特别是在低速时仍能平稳运行,满足机床高精度加工和高精度定位的要求。可见,力矩电机的转矩性能直接关系到直接驱动系统的优劣,本文针对近极槽表贴式永磁力矩电机,为提高其转矩性能进行了如下研究。采用解析法推导了基于定、转子全谐波磁动势的电磁转矩表达式。引入虚拟电机概念,推导出平均电磁转矩和纹波电磁转矩与定、转子磁动势各次时间和空间谐波间的定量关系,为消除和削弱近极槽表贴式永磁力矩电机的转矩脉动提供了理论依据。仿真分析了正弦电流供电时转子磁场正弦和非正弦分布时的电磁转矩性能,研究了槽口的大小对纹波转矩的影响,以及单层和双层绕组对转矩性能的影响。针对近极槽永磁力矩电机重载运行时磁路易饱和的局限性,分析了隔齿隔相绕组电机的磁场分布特点,指出隔齿隔相绕组电机适合采用不等齿宽和齿顶宽结构降低电枢齿的磁通密度,提高电机的转矩输出能力。理论分析了隔齿隔相绕组电机极槽配合规律以及齿顶宽和齿宽的不同匹配影响转矩输出的规律。利用该方法设计了一台60槽50极表贴式永磁电机样机,测试结果与仿真结果相一致。研究了齿顶漏磁引起的纹波转矩以及不等齿顶宽电机的齿槽转矩。解析法推导了近极槽永磁电机的单齿齿顶漏磁表达式,分析了全齿顶漏磁的特点,将周期的齿顶漏磁通函数通过傅里叶级数分解,运用法拉第电磁感应定律计算了各相绕组的反电动势谐波,进而分析其引起的纹波转矩。不等齿顶宽对气隙磁导的调制不同于等齿顶宽电机,利用气隙相对磁导简化模型推导了不等齿顶宽电机齿槽转矩的解析表达式,提出了调整辅助齿齿顶宽削弱齿槽转矩的方法。为了进一步提高转台电机转矩输出能力和削弱纹波转矩,研究了双三相近极槽单元电机的极槽数组合规律和非正弦供电的有效性。双三相电机的每套三相绕组互差120°,两套绕组之间移30°。利用ANSOFT仿真比较了正弦电流供电下的96槽88极电机和96槽80极电机在三相和双三相接法时,以及双三相电机在正弦电流供电和非正弦电流供电时的平均转矩和纹波转矩,验证了双三相电机非正弦供电的可行性和有效性。设计制造了一台60槽50极不等齿宽和齿顶宽永磁力矩伺服电机试验样机验证本文所提出的理论分析和方法的正确性和有效性。