随着军用装备、航空航天和混合动力汽车等领域的需求，内置切向式永磁同步电机作为发电机应用时具有功率密度高、能量损耗小和运行可靠性好等特点，因而引起人们越来越多的注意。本文针对此种结构的电机在设计、磁路计算和谐波含量高等方面存在的问题，做了如下工作：首先，建立了内置切向式永磁同步发电机二维有限元模型，针对此种结构的电机特有的漏磁场，分析了常用的三种隔磁方法，分别阐明了其特点并计算了空载漏磁系数，分析了其隔磁性能的影响因素，随后利用VB编写了内置切向式永磁同步发电机电磁计算软件，软件采用磁路的方法计算并可调用有限元软件进行分析，磁路计算结果与有限元计算结果对比误差在可接受范围内。其次，建立了内置切向式永磁同步发电机三维有限元模型，计算得到空载工况和负载工况时磁场分布和电压波形，对气隙磁密和电压波形进行谐波分析，电压波形畸变率较高，且齿槽转矩较大，通过三相短路工况找到了电枢反应最为剧烈的时间点，分析了电机的抗去磁性能，确定永磁体不会发生不可逆退磁，分析了电机直轴磁场和交轴磁场，计算了不同负载时电机的电抗参数。最后，针对波形畸变率高和齿槽转矩大的问题，尝试采用分数槽集中绕组、非均匀气隙、定子斜槽和改变磁极宽度四种方法改善电机性能，分别比较采用不同方法时气隙磁密、电压谐波含量、电压、齿槽转矩、损耗和效率等参数，电机的性能参数得到了不同程度改善，比较了这四种方法的优缺点，并分析了电机调整率的影响因素。