潜水电泵是一种泵与电机一体,机电一体潜入水中的设备,主要应用于矿山排水、排污排涝、水利工程等。近年来,大型潜水电泵在国家重点水利防洪工程中的应用越加广泛,而采用调速永磁直驱电机对大型潜水电泵进行直驱,不仅可以满足潜水电泵对变频调速节能的需求,还可以省去齿轮箱,既可以克服传统异步电机与齿轮箱组合应用于大型潜水电泵时的局限性,又可以在很大程度上提高系统的传动效率与系统运行的可靠性。本文通过理论分析与实验对潜水电泵用调速永磁直驱电机的电磁性能、多目标优化、热管理等关键技术问题展开了深入分析研究。针对潜水电泵用调速永磁直驱电机的特点,提出了铁耗的计算模型与电磁性能的设计流程,在对电机磁场特性的研究中,分别对不同的转子结构,极槽组合对电机各项输出性能的影响进行了比较分析,研究分析了影响电机效率高效区的因素。针对潜水电泵用调速永磁直驱电机的优化设计问题,结合遗传算法与粒子群算法的优势,提出基于混合粒子群优化算法的多目标优化有限元设计方法,分别对电机的空载与负载情况的各项参数进行了多目标优化设计。针对潜水电泵用调速永磁直驱电机的热分析问题,提出了电机的等效物理模型。为了减小潜水电泵的质量与体积,并选取合理的热负荷,在潜水电泵用调速永磁直驱电机的损耗分布分析的基础上,进行了电磁场-温度场的双向耦合计算。结合上述分析结果,总结了设计方法,得出结论,并通过实验对理论结果与有限元仿真结果进行了验证。