作为最具发展前景的可再生能源技术之一，风力发电在全球范围内受到高度重视。近年来，垂直轴风力发电机的研究得到了国内外学者越来越广泛的关注。与常规的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机无需对风装置，气动噪声小，且具有维护检修方便、寿命长等优点，具有十分广泛的应用领域，成为未来风力发电机发展的重要方向。本文的主要内容包括：第一，结合齿槽转矩的产生原理及解析表达式，首先研究了极弧系数对齿槽转矩的影响，通过优化极弧系数使齿槽转矩得到较为明显的削弱。其次研究了隔磁磁桥形状对齿槽转矩的影响，研究表明，优化隔磁磁桥形状可以改善气隙磁密过渡区域的磁场分布，降低气隙磁密高次谐波，削弱齿槽转矩。第二，通过方案对比和有限元分析计算，设计了一台额定功率为100kW、额定转速为900r/min、额定效率为95%的垂直轴永磁风力发电机。根据设计要求，首先设计出四种不同极槽配合的电机方案，从齿槽转矩、有效材料用量及成本、铜耗和铁耗等几个方面进行对比分析，优选8极72槽为综合性能最佳的极槽配合。其次对8极72槽方案的气隙长度、槽尺寸、每相串联匝数等电机主要参数进行优选，初步确定电机设计方案，并以齿槽转矩为最优目标，通过优选极弧系数、优化隔磁磁桥形状的方法对所设计电机进行优化。最后通过电磁场计算验证了设计的合理性。