当今对可再生能源的开发利用中,风能由于其突出的优点而成为了研究的热点,风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实的选择。直驱永磁同步风力发电机去掉了风力发电系统中常见的齿轮箱,让风力机直接拖动电机转子运转在低速状态,这样就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题,从而提高了运行的可靠性。首先,本文对风力发电的意义和背景、目前国内外的直驱风力发电现状以及用于直驱风力发电的电机类型作了较为全面的综述;其次,详细的介绍了永磁同步发电机的原理,探讨了兆瓦级直驱永磁同步风力发电机的设计特点和电磁设计方法,并用Visual Basic编程语言开发了相应的电磁设计软件;第三,运用电磁场有限元分析软件Maxwell 2D对兆瓦级永磁同步风力发电机的电磁场进行了详细的分析,分析了在静态和瞬态的求解区域下发电机的静态磁场、空载磁场和与独立负载连接以及与无穷大电网连接两种不同负载情况下的额定负载磁场,验证了电磁设计软件所设计的直驱风力发电机方案的合理性。最后,对直驱风力发电机的起动阻力矩进行了研究,阐述了齿槽转矩产生的机理,综述了抑制齿槽转矩的方法,并深入分析了磁极偏移减小齿槽转矩的方法,通过有限元分析分方法验证了该方法可有效的减小齿槽转矩。