随着永磁电机生产工艺不断的改善和永磁新材料的不断涌现,使永磁电机系统更加趋向于小型化、高效率、噪声低和可靠性高等方面,其应用前景更为广泛。本文从永磁电机的本体结构出发,通过对永磁电机的本体结构设计和优化,实现对永磁电机电磁性能的优化,具有理论意义和工程价值。永磁电机为放置绕组而在定子上开槽,从而产生了齿槽转矩。给出了考虑不同因素影响的能量法与麦克斯韦法获得齿槽转矩的解析式。分析结果表明,考虑了槽漏磁和永磁间的漏磁等因素,得到的齿槽转矩结果更精确。永磁电机的磁极形状对电机内部的磁场分布有较大影响,对于电机的电磁性能也会产生影响。提出了凸半圆形、凸梯形两种不等厚磁极永磁电机。首先对这两种凸形不等厚的永磁体进行分块叠加建模,然后利用精确的子域模型法,获得定子扇形槽时的气隙磁密解析式,进而获得感应电动势和电磁转矩的解析式。接着分析了这两种凸形不等厚磁极结构尺寸对电机电磁性能的影响。最后用有限元法获得的结果验证了两种解析模型的有效性。提出了一种新型磁极表面插入式永磁电机,每极为两段对称,磁化方向可变。建立了该新型磁极表面插入式永磁电机的解析模型,利用变量优化法获得最优磁化角。并且利用相对磁导函数考虑矩形槽的齿槽作用。结果表明,与传统平行磁化的表面插入式永磁电机相比,新型磁极表面插入式永磁电机电磁性能较好,同时也用有限元法验证了解析模型的正确性。