永磁同步电机是一类极具发展潜力和应用前景的节能环保型电机，其拓扑结构多样，适用范围广泛，具有体积小、重量轻、功率密度高、效率高、调速范围宽等诸多优点，在工业生产和日常生活中得到了日益广泛的应用。研究电机基本理论和设计规律，分析不同定、转子结构对电机性能的影响，基于已有研究成果和工程实际需求对电机进行优化设计，发展高效能低成本永磁同步电机产品，对于升级电机产业结构、降低工业生产成本、促进社会节能环保等具有重要意义。
　　本文围绕永磁同步电机，针对电机基本理论、定子绕组形式、转子磁极结构和电机优化设计等方面展开了系统研究，具体内容如下：
　　(1)研究了永磁同步电机的基本理论，包括电机基本结构与运行原理、矢量关系与数学模型，以及常见的控制策略等；介绍了一种考虑永磁磁链变化的交直轴电感计算方法，分析了交直轴电流变化对交直轴电感的影响。
　　(2)研究了永磁同步电机的极对数和裂比设计规律，对不同极对数电机进行了优化设计和性能比较；研究了永磁同步电机常见的绕组形式，包括整数槽分布绕组、分数槽分布绕组和分数槽集中绕组，从绕组系数、磁动势谐波和齿槽转矩等方面分析了不同绕组形式和极槽组合的特点，设计并比较了典型绕组形式和极槽组合的电机，并研究了绕组层数和转子结构的影响。
　　(3)研究了永磁同步电机常见的转子磁极结构，采用等效磁路分析了不同磁极结构对转子磁动势和交直轴电感等参数的影响，优化设计并对比分析了五种典型内置式转子磁极结构的电机，为不同磁极结构的选择提供了一定参考依据。
　　(4)针对一款30kW电动车用永磁同步电机进行了优化设计，提出了采用分数槽单双层混合绕组和V一型转子磁极结构的优化方案，并与现有方案进行了综合比较，结果验证优化方案可以有效提升电机功率密度，减少电机体积和成本。