永磁同步电机具有高效、高功率密度和高转矩密度的特点,因此被广泛运用于车用轮毂电机,成为学者们的研究热点。本文以一台75k W的永磁同步轮毂电机作为研究对象,设计了电机的结构与尺寸,论述了电机串并联调速的原理,分析了不同档位运行时的电磁特性,计算了不同情况下永磁体的涡流损耗,推导了齿槽转矩的解析公式,研究了齿槽转矩的削弱方式。基于永磁电机的设计原理,根据所给定的性能参数,结合轮毂电机的特点,对外转子永磁同步轮毂电机进行电磁设计。计算了电机的主要尺寸,考虑了主谐波绕组系数和电机极槽数的最小公倍数的因素,重点研究了极槽配合的选择,对分数槽集中绕组电机的绕组排布进行分相和设计,对比并确定了外转子永磁电机的磁路结构。通过有限元法得到了电机的电磁转矩及其谐波分解,分析了槽口宽度和极弧系数对电磁转矩以及转矩脉动的影响。由于本文所研究的轮毂电机需要在多档位运行,因此阐述了轮毂电机串并联调速的方法与绕组连接方式。对电机在不同档位运行工况下的电磁性能进行分析,包括电机的空载磁密、磁力线分布、反电动势及其谐波分解和负载磁密、磁力线分布和电磁转矩。利用有限元法分别研究了不同转速时永磁体涡流电密的变化特征,计算了每块永磁体的涡流损耗,分析了不同槽口槽距比时永磁体涡流损耗的变化规律。针对永磁同步轮毂电机固有的齿槽转矩,剖析了轮毂电机齿槽转矩的产生机理与影响因素,给出了齿槽转矩与相关设计参数的解析表达式,对此研究了极弧系数对该极槽配合时轮毂电机齿槽转矩的影响。对不同磁极结构下齿槽转矩的变化特征进行探究,得到了不同极弧系数与不同形状磁极配合时齿槽转矩的特征规律,计算了槽口宽度与极弧系数同时变化时的齿槽转矩,揭示了齿槽转矩与槽口宽度以及极弧系数之间的关系。