低速大转矩电主轴永磁同步电动机将主轴与主轴电机融为一体,消除了传动系统,实现了电机的直接驱动,减少了能源的消耗与设备的制造成本及维护费用,现己广泛应用于各工业领域中,成为了电机领域的研究热点之一,具有较高的科学意义和实用价值。但是现有的电机中还存在影响电机性能的问题,在低速大转矩电主轴表贴式永磁同步电机中,为了保证电机输出转矩的稳定和加工精度,需要对电机转矩脉动进行抑制。此外由于低速大转矩电主轴永磁同步电动机采用大内径中空转轴的设计,转子冲片的径向厚度相对较小,转子内部漏磁较大,该现象在内置式永磁体励磁方式下尤为显著。因此为了优化电机性能和保证电机高精度运行,本文对表贴式结构下齿槽转矩和转矩脉动进行研究,并针对内置式结构下转子漏磁问题提出新的结构并进行多目标参数优化。本文从以下几个方面深入研究:1、利用解析法分析永磁电机的转矩脉动组成和产生机理。通过建立电机的数学模型分析转矩脉动的组成和机理,并分析齿槽转矩的产生机理,最后基于能量法和傅里叶分解对传统表贴式永磁电机的齿槽转矩进行解析分析。2、基于磁极参数对低速大转矩电主轴表贴式永磁同步电机的齿槽转矩进行研究,通过对不同磁极模型进行分类,并结合能量法对不同磁极结构下的齿槽转矩进行解析分析,借助有限元软件建立仿真模型对不同磁极模型下的齿槽转矩进行研究,并研究削极和组合磁极结构参数与齿槽转矩的关系,获得最优化的磁极参数,通过对比优化前后电机的其他性能,验证削极和组合磁磁极结构的有效性。3、提出永磁体上开辅助槽的方法来降低齿槽转矩,利用等效模型简化辅助槽型,结合能量法推导出单、双矩形槽下齿槽转矩公式,并利用有限元分析软件研究辅助槽的尺寸对齿槽转矩的影响,确定最优尺寸选择,并对比前后转矩特性验证该方法的有效性。此外基于冻结磁导率法对电机额定转矩进行转矩分离,分析各转矩对转矩脉动的影响程度,并采用谐波电流注入法抵消谐波含量,抑制电机转矩脉动。4、针对低速大转矩电主轴内置式永磁同步电机中气隙磁密谐波含量高和转子内部漏磁的问题,提出了一个新型的非均匀Halbach结构,建立模型确定设计参数,并分析各参数对气隙磁密的影响,利用田口法对电机进行多目标参数优化,以空载气隙磁通密度的谐波含量及其基波幅值为优化目标,永磁体的厚度,磁化角,永磁体的角度和辅助磁极的比例为优化参数,确定最终的优化方案,并对比了优化前后的电机其他性能。本文以低速大转矩电主轴永磁同步电机作为研究对象,对电机转矩脉动的产生与抑制进行了比较系统的研究,针对表贴式结构下转矩脉动较大的问题提出了基于磁极参数的抑制方法和谐波电流注入法等,并通过有限元分析软件验证方法的有效性,此外针对内置式结构下转子内部漏磁较大等问题提出新的结构,并结合田口法进行优化设计。本文所采用的方法较为简单实用,能为永磁电机的转矩脉动抑制和多目标优化设计的工作提供参考。